Abbassamento del punto di congelamento e innalzamento del punto di ebollizione

La temperatura alla quale la tensione del vapore di un liquido è uguale alla pressione atmosferica è nota come punto di ebollizione. Poiché l'aggiunta di un soluto non volatile abbassa la tensione del vapore di un solvente, una soluzione richiede una temperatura più alta, per aumentare la pressione del vapore fino a un punto uguale alla pressione atmosferica. Pertanto, il punto di ebollizione di una soluzione è maggiore di quello di un solvente puro.

Questi cambiamenti nella vaporizzazione possono essere esaminati su un intervallo di temperature e pressioni, usando un diagramma di fase. Una soluzione ha una pressione di vapore inferiore a quella del solvente puro a tutte le temperature. Quindi, la curva di vaporizzazione della soluzione sarebbe inferiore a quella del solvente.

Ad 1 atm, la curva corrisponde ad una temperatura superiore al punto di ebollizione del solvente puro. L'aumento del punto di ebollizione della soluzione rispetto a quello del solvente puro è noto come elevazione del punto di ebollizione. Il punto di ebollizione di una soluzione è una proprietà colligativa.

L'aumento della temperatura, o ΔTb, è direttamente proporzionale alla concentrazione di soluto e può essere calcolato moltiplicando la molalità del soluto e la costante di elevazione del punto di ebollizione molale. La costante di elevazione del punto di ebollizione ha le unità di misura del C per la molalità ed è diversa per ciascun solvente. Per l'acqua, la costante è 0, 512°C per molale.

Quindi, una soluzione acquosa di 2, 00 molali eleverà il punto di ebollizione dell'acqua da 1, 02°C a 101, 02°C. L'aggiunta di un soluto non volatile abbassa anche il punto di congelamento della soluzione paragonato a quello di un solvente puro. Al punto triplo, le pressioni del vapore degli stati solido, liquido e gassoso sono uguali.

Poiché un soluto non volatile abbassa la tensione del vapore della soluzione, l'intera curva di congelamento, che si estende verso l'alto dal punto triplo, si sposta in modo tale che la soluzione si congeli a una temperatura inferiore. Questa diminuzione della temperatura di congelamento di una soluzione rispetto a quella di un solvente puro è nota come depressione del punto di congelamento. Come il punto di ebollizione, anche quello di congelamento di una soluzione è una proprietà colligativa.

La diminuzione della temperatura o ΔTf è direttamente proporzionale alla concentrazione di soluto e può essere calcolata moltiplicando la molalità del soluto e la costante di depressione del punto di congelamento molale. La costante di depressione del punto di congelamento dipende anche dal solvente e ha le unità C/m. Per l'acqua, la costante di depressione del punto di congelamento, è di 1, 86°C per molale.

Pertanto, una soluzione di glicole 0, 5 molale abbasserà il punto di congelamento dell'acqua da 0, 93°C a 0, 93°C negativo.