Ebuliometria

Ebuliometria (ebulioskopia) – doświadczalna metoda wyznaczania masy cząsteczkowej różnych substancji na podstawie dokładnych pomiarów temperatury wrzenia roztworów słabych tych substancji w oparciu o prawo Raoulta. Badania ebuliometryczne przeprowadza się za pomocą specjalnego przyrządu zwanego ebuliometrem. Nazwa pochodzi z łacińskiego czasownika ebullire (wrzeć) i greckiego skopein (widzieć). Podwyższenie temperatury wrzenia roztworu ze wzrostem stężenia nielotnej substancji rozpuszczonej nosi nazwę efektu ebulioskopowego i jest jedną z właściwości koligatywnych roztworów.

Sposób obliczania

W roztworze idealnym, zmiana temperatury wrzenia jest proporcjonalna do molalnego stężenia roztworu, zgodnie z równaniem:

$\Delta T_{b}=K_{b}m_{b},$

$\Delta T_{b}=T_{\text{b (roztwór)}}-T_{\text{b (czysty rozpuszczalnik)}},$

gdzie:

• $\Delta T_{b}$ – zmiana temperatury wrzenia, zdefiniowane jako różnica temperatur wrzenia roztworu i czystego rozpuszczalnika,
• $K_{b}$ – stała ebulioskopowa, zależna od własności rozpuszczalnika.

Stałą ebulioskopową można obliczyć:

$K_{b}={\frac {RT_{b}^{2}M_{b}}{\Delta H_{v}}},$

gdzie:

• $R$ – stała gazowa,
• $T_{b}$ – absolutna temperatura wrzenia czystego rozpuszczalnika,
• $M_{b}$ – masa molowa rozpuszczalnika,
• $\Delta H_{v}$ – molarne ciepło parowania rozpuszczalnika,
• $m_{B}$ molalność roztworu, obliczone biorąc pod uwagę dysocjację, typowo używając tak zwanego czynnika van ’t Hoffa, $i{:}$

$m_{B}=m_{\text{roztwór}}\cdot i.$

Czynnik $i$ odpowiada za liczbę cząstek (typowo jonów) powstałych w roztworze z jednej molekuły substancji rozpuszczonej. Na przykład:

• $i=1\,{}$ dla cukru w wodzie,
• $i=2\,{}$ dla chlorku sodu w wodzie (ponieważ NaCl w pełni dysocjuje na Na⁺ oraz Cl⁻),
• $i=3\,{}$ dla chlorku wapnia w wodzie (CaCl₂ dysocjuje na Ca²⁺ i 2Cl⁻).

Stała ebulioskopowa

Wartość stałej ebulioskopowej $K_{b}$ dla wybranych rozpuszczalników:

Substancja	Temp. wrz.	Stała ebulioskopowa Kb
	[°C]	[K·kg·mol−1]
kwas octowy	118,1	3,07
benzen	80,1	2,53
dwusiarczek węgla	46,2	2,37
czterochlorek węgla	76,8	4,95
naftalen	217,9	5,8
fenol	181,75	3,04
woda	100	0,512

Zobacz też

• kriometria