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Innalzamento del punto di ebollizione e abbassamento del punto di congelamento

Scuola secondaria di secondo gradoChimicaAbbassamento crioscopico, innalzamento ebullioscopico e pressione osmotica ideale dell’acqua al limite di diluizione, con un fattore di dissociazione dell’elettrolita prescritto

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Informazioni su questo esperimento

Sciogli un soluto non volatile e confronta la sua soluzione con acqua pura in un bagno controllato. Misura come la quantità di soluto, la massa del solvente e la dissociazione influenzano le temperature di inizio del congelamento e dell’ebollizione.

Obiettivi di apprendimento

  • Per le variazioni dei punti di congelamento e di ebollizione, usa la molalità anziché la massa totale della soluzione.
  • Metti in relazione la dissociazione con il numero effettivo di particelle disciolte.
  • Distingui una temperatura di inizio da una frazione di fase o una velocità calcolate.

Come si usa

  1. 1Confronta glucosio, cloruro di sodio e cloruro di calcio alla stessa molalità.
  2. 2Modifica la frazione di dissociazione dell’elettrolita e osserva il fattore effettivo delle particelle.
  3. 3Imposta il bagno su ciascuna temperatura di inizio e confronta gli indicatori dell’acqua pura e della soluzione.
  4. 4Aggiungi acqua a una quantità fissa di soluto e registra gli spostamenti di temperatura risultanti.

Il modello

La dissociazione parziale dell’elettrolita modifica il numero effettivo di particelle.
Le costanti dell’acqua sono espresse in kelvin-chilogrammi per mole a un’atmosfera.
L’approssimazione osmotica diluita stima il volume della soluzione usando il volume iniziale dell’acqua.

Ipotesi

  • Il soluto è non volatile e rimane disciolto. Le equazioni ideali per il limite diluito trascurano i coefficienti di attività, gli eutettici e i limiti di solubilità.
  • La temperatura del bagno è imposta. Gli indicatori di ghiaccio e bolle identificano possibili condizioni di inizio, non la quantità di ghiaccio calcolata, la durata dell’ebollizione o la velocità di evaporazione.
  • Per la concentrazione osmotica, la densità dell’acqua è approssimata a un chilogrammo per litro. Un avviso segnala che molalità superiori a 0,5 mol per chilogrammo costituiscono un’estrapolazione al regime concentrato.

Provalo in classe

  1. Q1Perché masse uguali di soluto non producono la stessa diminuzione del punto di congelamento?
  2. Q2Perché le soluzioni elettrolitiche reali possono differire dalla previsione ideale di dissociazione completa?

Domande frequenti

L’innalzamento del punto di ebollizione è una previsione che il liquido possa riscaldarsi indefinitamente?

No. È l’inizio dell’equilibrio rispetto all’acqua pura alla stessa pressione. Il controllo del bagno non è un calcolo dell’energia termica né dell’evaporazione.

Perché il glucosio non dissociato continua a modificare il punto di congelamento?

Ogni molecola di glucosio disciolta è una particella di soluto. La dissociazione non è necessaria per produrre un effetto colligativo.