7. 2Q TRÌNH HỊA TAN
7.5NHIỆT ĐỘ SÔI CỦA DUNGDỊCH
7.5.1 NHIỆT ĐỘ SÔI CỦA CHẤT LỎNG
Ở trạng thái lỏng, các phân tử không tự do bay hơi, chỉ một số ít phân tử đặc biệt có động năng lớn hơn động năng trung bình của các phân tử khác mới có khả năng bay hơi. Do đó ASHBH của chất lỏng bao giờ cũng nhỏ hơn áp suất khí quyển. Khi tăng nhiệt độ, khả năng bay hơi của chất lỏng tăng lên, ASHBH tăng lên. Đến nhiệt độ nào đó, khi ASHBH của chất lỏng bằng áp suất khí quyển thì sự bay hơi của chất lỏng khơng chỉ xảy ra trên bề mặt mà xảy ra trong tồn bộ thể tích chất lỏng tạo thành các bọt khí bay lên. Ta nói rằng chất lỏng đã sôi. Vậy:
Nhiệt độ sôi của chất lỏng là nhiệt độ tại đó ASHBH của nó bằng với áp suất khí quyển Nhiệt độ sơi của chất lỏng phụ thuộc vào bản chất chất lỏng và áp suất khí quyển 7.5.2 NHIỆT ĐỘ SÔI CỦA DUNG DỊCH LỖNG CHỨA CHẤT TAN KHƠNG BAY HƠI KHÔNG ĐIỆN LI
Ở cùng nhiệt độ thì ASHBH của dung dịch ln nhỏ hơn ASHBH của dung mơi ngun chất. Ở nhiệt độ nào đó, khi mà ASHBH của dung mơi bằng áp suất khí quyển (dung mơi đã sơi) thì ASHBH của dung dịch cịn nhỏ hơn áp suất khí quyển (dung dịch chưa sôi). Muốn cho dung dịch sôi phải tăng nhiệt độ dung dịch lên cho tới khi ASHBH của dung dịch bằng áp suất khí quyển. Vậy nhiệt độ sơi của dung dịch bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi.
Gọi:
0
s
t : Nhiệt độ sôi của dung môi .
s
t : Nhiệt độ sôi của dung dịch.
1
s
t : Nhiệt độ sơi của dung dịch có nồng độ C1.
2
s
t : Nhiệt độ sơi của dung dịch có nồng độ C2. ts = 0
s s t
t − : Độ tăng nhiệt độ sôi của dung dịch.
Dung dịch có nồng độ càng lớn thì ASHBH của nó càng nhỏ và nhiệt độ sơi của nó càng cao. Điều này được minh họa trên sơ đồ sau:
80
Hình 7.1. Sự tăng nhiệt độ sơi của dung dịch.
(1): ASHBH của dung môi.
(2): ASHBH của dung dịch có nồng độ C1
(3): ASHBH của dung dịch có nồng độ C2 với C2>C1
0 1 2
s s s
t t t
Định luật Raoult: Độ tăng nhiệt độ sơi của dung dịch lỗng chứa chất tan không bay
hơi, không điện li không phụ thuộc vào bản chất chất tan, chỉ phụ thuộc vào bản chất dung môi và tỷ lệ thuận với nồng độ molan của chất tan trong dung dịch.
Biểu thức:
ts = ks.Cm (7.12)
Cm: Nồng độ molan của chất tan
ks: Hằng số nghiệm sôi của dung môi, chỉ phụ thuộc vào bản chất của dung mơi. Nước có ks = 0,52
Benzen có ks = 2,57 7.5.3. Q TRÌNH SƠI
Đối với dung mơi ngun chất, trong q trình sơi nhiệt độ sơi khơng đổi, lượng nhiệt cung cấp chỉ làm bay hơi dung môi.
Đối với dung dịch, trong q trình sơi chỉ có dung mơi bay hơi, làm cho nồng độ dung dịch tăng dần lên, nên nhiệt độ sôi của dung dịch tăng dần lên cho tới khi dung dịch đạt trạng thái bão hồ. Khi đó, nếu tiếp tục cung cấp nhiệt, thì đồng thời với sự bay hơi của dung mơi, có sự kết tinh của chất tan, làm cho nồng độ dung dịch không đổi, và nhiệt độ của dung dịch cũng không đổi.