Kalkulator Povišenja Tačke Ključanja | Besplatan Online Alat

Калкулатор повишења тачке кључања

Калкулатор повишења тачке кључања израчунава за колико раствор кључа на вишој температури од чистог растварача од којег је направљен. Користи молалност растворене супстанце, ебулоскопску константу растварача и број честица на које се свака јединица растворене супстанце распада у раствору.

Шта је повишење тачке кључања?

Повишење тачке кључања је пораст температуре кључања до којег долази када се растворена супстанца раствори у растварачу. Чиста вода кључа на температури од 100 °C при нормалном атмосферском притиску. Вода у којој су растворени со или шећер кључа на нешто вишој температури.

До ове појаве долази зато што растворене честице ометају молекуле растварача који покушавају да пређу у пару. За кључање течности потребно је више топлотне енергије, па се тачка кључања повећава.

Повишење тачке кључања је колигативно својство. То значи да зависи од броја честица растворене супстанце у раствору, а не од врсте тих честица. Молекул шећера и молекул соли различито повећавају тачку кључања само зато што се со при растварању распада на више честица, а не зато што се те две супстанце разликују по неком другом хемијском својству које је овде значајно.

Како се израчунава повишење тачке кључања

Формула је:

$\Delta T_b = i \times K_b \times m$

• ΔTb је повишење тачке кључања, у °C.
• i је ван ’т Хофов фактор, односно број честица које једна јединица растворене супстанце ствара при растварању.
• Kb је ебулоскопска константа растварача, у °C·kg/mol.
• m је молалност раствора: број молова растворене супстанце по килограму растварача, у mol/kg.

Нова тачка кључања раствора једнака је нормалној тачки кључања растварача увећаној за ово повишење:

$T_b(\text{раствор}) = T_b(\text{чист растварач}) + \Delta T_b$

Ван ’т Хофов фактор

Растворена супстанца која у раствору остаје у облику целих молекула, као што су глукоза или сахароза, има i = 1. Јонско једињење које се распада, као што је кухињска со, има већи i јер свака формулска јединица постаје више од једне честице:

• i = 1: неелектролити, као што су глукоза и сахароза, који се не распадају.
• i = 2: NaCl и KCl, од којих се сваки распада на два јона, на пример Na⁺ и Cl⁻.
• i = 3: CaCl₂ и Na₂SO₄, од којих се сваки распада на три јона.

То су идеалне вредности које претпостављају потпуну дисоцијацију. Стварни раствори, нарочито концентровани, дисоцирају нешто мање, па измерено повишење може бити мало ниже од оног које предвиђа идеална формула.

Ебулоскопске константе уобичајених растварача

Сваки растварач има сопствену ебулоскопску константу и сопствену нормалну тачку кључања:

Решени пример

Пример 1: шећер растворен у води

Шећер (сахароза) се у води не распада на јоне, па је i = 1.

• Растварач: вода, $K_b$ = 0,512 °C·kg/mol, нормална температура кључања 100 °C
• Молалност: 1,5 mol/kg
• Ван ’т Хофов фактор: i = 1

$\Delta T_b = 1 \times 0.512 \times 1.5 = 0.768\ °C$

Раствор кључа на температури 100 + 0,768 = 100,768 °C.

Пример 2: кухињска со растворена у води

Кухињска со (NaCl) распада се на јон натријума и јон хлорида, па је i = 2.

• Растварач: вода, $K_b$ = 0,512 °C·kg/mol, нормална температура кључања 100 °C
• Молалност: 1,5 mol/kg
• Ван ’т Хофов фактор: i = 2

$\Delta T_b = 2 \times 0.512 \times 1.5 = 1.536\ °C$

Раствор кључа на температури 100 + 1,536 = 101,536 °C. При истој молалности, со повећава тачку кључања тачно два пута више него неелектролит, јер свака растворена јединица ствара две честице уместо једне.

Како користити калкулатор

1. Унесите молалност раствора, у mol/kg.
2. Унесите ебулоскопску константу растварача или изаберите уобичајени растварач са списка да би се вредност аутоматски попунила.
3. Унесите ван ’т Хофов фактор: 1 за молекулску растворену супстанцу, 2 за со као што је NaCl, 3 за со као што је CaCl₂.
4. Унесите нормалну тачку кључања чистог растварача, у °C. Избор растварача са списка и овде попуњава вредност, па за воду добијате 100 °C, а за бензен 80,1 °C.
5. Очитајте повишење тачке кључања и добијену тачку кључања раствора.

Ручна измена ебулоскопске константе или тачке кључања уклања растварач приказан на списку, па се именовани растварач никада не повезује са вредностима другог растварача. Ако се тачка кључања остави празна, повишење ће и даље бити израчунато, али се тачка кључања раствора не може одредити без ње.

Ако је молалност једнака нули, повишење је једнако нули, а раствор кључа на нормалној тачки кључања растварача. Негативне вредности нису дозвољене за молалност, ебулоскопску константу или број честица, јер ниједна од тих величина не може бити негативна.

Зашто је повишење тачке кључања важно

• Кување. Посољена вода кључа на нешто вишој температури од обичне воде, иако је промена премала да би сама по себи приметно утицала на брзину кувања.
• Дестилација и хемијско инжењерство. Познавање утицаја растворених супстанци на тачке кључања помаже при пројектовању поступака раздвајања.
• Одређивање молекулске масе. Мерење повишења тачке кључања раствора са познатом масом растворене супстанце може се користити за процену њене моларне масе, у поступку који се назива ебулоскопија.
• Антифриз и системи за хлађење. Исти колигативни принцип који повећава тачку кључања снижава и тачку мржњења, због чега се у расхладним смешама користе растворене супстанце да би се проширио температурни опсег у којем течност остаје течна.

Сродна колигативна својства

Повишење тачке кључања једно је од неколико колигативних својстава:

• Снижење тачке мржњења: ΔTf = i × Kf × m, где је Kf криоскопска константа. Зато се со посипа по залеђеним путевима.
• Снижење напона паре, описано Раултовим законом.
• Осмотски притисак, који покреће кретање воде кроз мембране биолошких ћелија.

Најчешће постављана питања

Шта је повишење тачке кључања? То је пораст температуре кључања течности до којег долази када се у њој раствори растворена супстанца. То је колигативно својство, па зависи од броја растворених честица, а не од њиховог састава.

Која је формула за повишење тачке кључања? ΔTb = i × Kb × m, где је i ван ’т Хофов фактор, Kb ебулоскопска константа растварача, а m молалност раствора.

Шта је ван ’т Хофов фактор? То је број честица које једна формулска јединица растворене супстанце ствара при растварању. Молекулске растворене супстанце, као што је шећер, имају i = 1. Соли које се распадају на јоне имају веће вредности: i = 2 за NaCl, i = 3 за CaCl₂.

Зашто со повећава тачку кључања воде више од шећера? При истој молалности, NaCl ствара двоструко више растворених честица него шећер јер се распада на два јона. Пошто повишење тачке кључања зависи од броја честица, утицај соли је приближно двоструко већи.

Да ли повишење тачке кључања зависи од употребљене растворене супстанце? Само преко броја честица које она ствара. Два различита неелектролита при истој молалности повећавају тачку кључања за исту вредност.

Може ли повишење тачке кључања бити негативно? Не, код неиспарљиве растворене супстанце тачка кључања увек расте, а никада се не снижава. Растворена супстанца која је и сама испарљива понаша се другачије и није обухваћена овом формулом.