Эбулиоскопия
Эбулиоскопи́я (от лат. ebullio — вскипаю и др.-греч. σκοπέω — смотрю) — метод исследования растворов, основанный на измерении повышения их температуры кипения по сравнению с чистым растворителем. Используется для определения молекулярной массы растворенного вещества, активности растворителя, степени диссоциации (или изотонического коэффициента).
Температура кипения жидкости — такая температура, при которой давление пара над жидкостью равно внешнему давлению. В то же время давление пара над раствором нелетучего вещества практически полностью определяется давлением пара растворителя и, в соответствии с законом Рауля, может быть выражено уравнением:
- где — мольная доля растворителя.
Видно, что при повышении концентрации растворенного вещества давление пара над раствором будет снижаться, а следовательно, при неизменном внешнем давлении, будет расти температура кипения.
С учетом уравнения Клапейрона — Клаузиуса можно показать[1], что изменение температуры кипения раствора () может быть рассчитано по формуле:
- где — энтальпия испарения;
- — молярная масса растворителя;
- — моляльная концентрация растворенного вещества$
- T°кип - нормальная температура кипения чистого растворителя (т.е. при давлении 1 бар).
Дробь в квадратных скобках в этом выражении зависит только от свойств растворителя — это так называемая эбулиоскопическая константа растворителя или Кэ, имеющая размерность [К кг/ моль]. Она равна повышению температуры кипения одномоляльного раствора.
Если известны изменение температуры кипения и концентрация раствора, можно определить молярную массу растворенного вещества:
- где a — число грамм растворенного вещества на 1000 г растворителя. Этот метод применим для разбавленных растворов нелетучих веществ и неэлектролитов.
Эбулиоскопический метод позволяет судить о состоянии вещества в растворах электролитов, так как для последних:
- ;
где i — изотонический коэффициент.
С помощью эбулиоскопии можно определить и активность растворителя, в соответствии с формулой[2]:
См. также
Примечания
- Патров Б. В., Сладков И. Б. Физическая химия. Ч. 1 : учеб. пособие. — СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2009. — 127 с.
- Краснов К. С., Воробьев Н. К., Годнев И. Н. и др. Физическая химия. В 2 кн. Кн. 1. Строение вещества. Термодинамика: Учеб. для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Высш. шк., 1995. — 512 с. — ISBN 5-06-002913-1
Литература
- Эбулиоскопы // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.