chimica-online.it

Esercizio sull'innalzamento ebullioscopico

Esercizio svolto e commentato sull'innalzamento ebullioscopico

Alla temperatura di 25°C la tensione di vapore esercitata da una soluzione acquosa di un composto organico è 2,77 · 103 Pa.

Determinare la temperatura di ebollizione della soluzione alla pressione di 1 atm sapendo che la massa molecolare del composto è 128 uma, la densità della soluzione è di 1,050 g/cm3 e che alla temperatura di 25°C la tensione di vapore dell'acqua pura è 23,8 mmHg.

Svolgimento dell'esercizio

Convertiamo 2,77 · 103 Pa in mmHg.

Si sa che:

101325 Pa = 1 atm = 760 mmHg

Impostiamo la seguente proporzione:

101325 Pa : 760 mmHg = 2770 Pa : X

da cui:

X = 20,77 mmHg

Per cui la tensione di vapore della soluzione è 20,77 mmHg.

Quindi:

Psolvente = 23,8 mmHg;

Psoluzione = 2,77 · 103 Pa = 20,77 mmHg

Applicando la legge di Raoult è possibile determinare la frazione molare del soluto. La formula da applicare è la seguente:

legge di raoult

Sostituendo i dati in nostro possesso si ha:

Xsoluto = (23,8 - 20,77) / 23,8 = 0,127

Consideriamo ora 1L (= 1000 mL) di soluzione.

Conoscendo la densità della soluzione è possibile determinare la massa in grammi di 1 L di soluzione:

msoluzione = d · V = 1000 mL · 1,050 g/mL = 1050 g

Chiamiamo:

x = moli di soluto in 1050 grammi di soluzione

y = moli di solvente (acqua) in 1050 grammi di soluzione

x mol · 128 g/mol = grammi di soluto in 1050 grammi di soluzione

in cui 128 g/mol è la massa molare del composto organico.

y mol · 18 g/mol = grammi di acqua in 1050 grammi di soluzione

in cui 18 g/mol è la massa molare dell'acqua.

Impostiamo un sistema a due equazioni e due incognite:

x · 128 + y · 18 = 1050

x / (x + y) = 0,127

Risolvendo il sistema si ha che:

x = moli soluto = 4,17 mol

y = moli solvente = 28,68 mol

Determiniamo la massa del solvente:

msolvente = n · Mm = 28,68 mol · 18 g/mol = 516,2 g = 0,5162 kg

Determiniamo la molalità della soluzione:

m = nsoluto / kgsolvente = 4,17 / 0,5162 = 8,078 mol/kg

Determiniamo l'innalzamento ebullioscopico della soluzione applicando la seguente formula:

innalzamento ebullioscopico
Sapendo che per l'acqua pura Keb = 0,52 (°C · kg) / mol, si ha che:

∆teb = 0,52 · 8,078 = 4,2 °C

Per cui la temperatura di ebollizione della soluzione è:

teb = 100 + 4,2 = 104,2 °C

La temperatura di ebollizione della soluzione è quindi pari a 104,2 °C.

Studia con noi