Esercizi sull’innalzamento ebullioscopico
Per comprendere l’innalzamento ebullioscopico, è essenziale discutere sia degli elettroliti, in cui si deve prendere in considerazione l’indice di van’t Hoff, sia dei non elettroliti.
In questi esercizi, per l’innalzamento ebullioscopico, è necessario conoscere la costante ebullioscopica del solvente e la sua temperatura di ebollizione. Questo fenomeno, insieme all’abbassamento crioscopico, alla pressione osmotica e all’abbassamento della tensione di vapore, rappresenta le proprietà colligative delle soluzioni. Queste dipendono solo dal numero di particelle di soluto nella soluzione e non dal tipo di soluto.
L’innalzamento ebullioscopico può essere calcolato utilizzando la formula: ΔT = m · Keb· i, dove m rappresenta la molalità della soluzione, Keb è la costante ebullioscopica del solvente e i è l’indice di van’t Hoff.
Le costanti Kb e le temperature di ebollizione sono proprietà caratteristiche che dipendono dall’identità del solvente. Si riportano di seguito i valori di Keb e di Teb di alcuni solventi:
| Solvente | Keb | Temperatura di ebollizione °C |
| ——– | ————- | —————————- |
| Acqua | 0.512 | 100.00 |
| Acetone | 1.80 | 56.08 |
| Benzene | 2.53 | 80.1 |
| Acido acetico | 3.22 | 117.9 |
| Cloroformio | 3.63 | 61.26 |
| Anilina | 3.82 | 184.1 |
| Tetracloruro di carbonio | 5.03 | 76.72 |
| Nitrobenzene | 5.24 | 210.9 |
Per calcolare la temperatura di ebollizione di una soluzione, è necessario tenere presente la molalità della soluzione, la costante ebullioscopica del solvente e l’indice di van’t Hoff.
Eseguiamo alcuni calcoli:
Calcolo della temperatura di ebollizione
Calcolare la temperatura di ebollizione di una soluzione 0.330 m di un non elettrolita non volatile in benzene.
Applicando la formula ΔT = m · Keb· i, tenendo conto che per i non elettroliti i = 1, otteniamo: ΔT = 0.330 · 2.73 = 0.835. La temperatura di ebollizione della soluzione è quindi T = 80.1 + 0.835 = 80.9 °C.
Calcolare la temperatura di ebollizione di una soluzione contenente 92.1 g di I2 in 800.0 g di cloroformio, assumendo che lo iodio non sia volatile.
Per calcolare la molalità della soluzione si devono conoscere le moli di iodio. La massa molare di I2 vale 126.90447 · 2 =253.80894 g/mol. Le moli di I2 sono 0.363. La molalità vale: m = 0.363 mol/0.8000 kg =0.454
ΔT = 0.454 · 3.63 = 1.65. La temperatura di ebollizione della soluzione è quindi T = 61.26 + 1.65 = 62.91 °C.
Calcolare la temperatura di ebollizione di una soluzione acquosa contenente 1.50 moli di NaI in 1.25 kg di acqua.
La molalità della soluzione è pari a: m = 1.50 mol/ 1.25 kg = 1.20. L’indice di van’t Hoff vale 2. ΔT = 1.20 · 0.512 · 2 = 1.23. La temperatura di ebollizione della soluzione è quindi T = 100.00 + 1.23 = 101.23 °C.
Calcolo della massa molare
Una soluzione acquosa di un non elettrolita che contiene 30.0 g di soluto solubilizzati in 250 g di acqua ha una temperatura di ebollizione di 101.04 °C. Calcolare la massa molare del soluto.
ΔT = 101.04 – 100.00 = 1.04. ΔT = m · Keb. Pertanto m = 1.04/ 0.512 = 2.03. moli soluto = 0.508. La massa molare è 30.0 g/0.508 mol = 59.1 g/mol.
