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Élévation du point d'ébullition et abaissement du point de congélation

LycéeChimieAbaissement du point de congélation, élévation du point d’ébullition et pression osmotique idéale de l’eau à la limite de dilution, avec un facteur de dissociation de l’électrolyte prescrit

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À propos de cette expérience

Dissolvez un soluté non volatil et comparez sa solution à de l’eau pure dans un bain à température contrôlée. Mesurez l’influence de la quantité de soluté, de la masse de solvant et de la dissociation sur les températures de début de congélation et d’ébullition.

Objectifs pédagogiques

  • Utilisez la molalité plutôt que la masse totale de la solution pour les décalages des points de congélation et d’ébullition.
  • Reliez la dissociation au nombre effectif de particules dissoutes.
  • Distinguez une température de début d’un taux ou d’une fraction de phase calculés.

Comment l’utiliser

  1. 1Comparez le glucose, le chlorure de sodium et le chlorure de calcium à la même molalité.
  2. 2Modifiez la fraction de dissociation de l’électrolyte et observez le facteur effectif de particules.
  3. 3Réglez le bain sur chaque température de début et comparez les repères de l’eau pure et de la solution.
  4. 4Ajoutez de l’eau à une quantité fixe de soluté et consignez les variations de température qui en résultent.

Le modèle

La dissociation partielle de l’électrolyte modifie le nombre effectif de particules.
Les constantes de l’eau sont exprimées en kelvins-kilogrammes par mole à une atmosphère.
L’approximation osmotique diluée estime le volume de la solution à partir du volume initial de l’eau.

Hypothèses

  • Le soluté est non volatil et reste dissous. Les équations idéales de la limite diluée négligent les coefficients d’activité, les eutectiques et les limites de solubilité.
  • La température du bain est imposée. Les repères de glace et de bulles indiquent des conditions de début possibles, et non une quantité calculée de glace, la durée de l’ébullition ou le taux d’évaporation.
  • Pour le calcul de la concentration osmotique, la masse volumique de l’eau est approximée à un kilogramme par litre. Un avertissement signale que les molalités supérieures à 0,5 mol par kilogramme correspondent à une extrapolation au régime concentré.

À essayer en classe

  1. Q1Pourquoi des masses égales de soluté ne produisent-elles pas la même diminution du point de congélation ?
  2. Q2Pourquoi les solutions électrolytiques réelles peuvent-elles différer de la prédiction idéale d’une dissociation complète ?

Foire aux questions

L’élévation du point d’ébullition signifie-t-elle que le liquide peut chauffer indéfiniment ?

Non. Il s’agit du début de l’équilibre par rapport à l’eau pure à la même pression. La régulation du bain ne correspond pas à un calcul d’énergie thermique ni d’évaporation.

Pourquoi le glucose non dissocié modifie-t-il tout de même le point de congélation ?

Chaque molécule de glucose dissoute est une particule de soluté. La dissociation n’est pas nécessaire pour produire un effet colligatif.