Podniesienie temperatury wrzenia

wysokość temperatury wrzenia jest właściwością koligacyjną, co oznacza, że zależy od obecności rozpuszczonych cząstek i ich liczby, ale nie ich tożsamości. Jest to efekt rozcieńczenia rozpuszczalnika w obecności substancji rozpuszczonej., Jest to zjawisko, które dzieje się dla wszystkich substancji rozpuszczonych we wszystkich roztworach, nawet w idealnych roztworach, i nie zależy od żadnych konkretnych oddziaływań roztwór-rozpuszczalnik. Podwyższenie temperatury wrzenia występuje zarówno wtedy, gdy rozpuszczona jest elektrolitem, takim jak różne sole, jak i nieelektrolitem. W kategoriach termodynamicznych, pochodzenie temperatury wrzenia jest entropiczne i może być wyjaśnione w kategoriach ciśnienia pary lub potencjału chemicznego rozpuszczalnika., W obu przypadkach Wyjaśnienie zależy od faktu, że wiele substancji rozpuszczonych występuje tylko w fazie ciekłej i nie wchodzi w fazę gazową (z wyjątkiem bardzo wysokich temperatur).

wyrażając ciśnienie pary, ciecz gotuje się w temperaturze, gdy jej ciśnienie pary jest równe ciśnieniu otoczenia. W przypadku rozpuszczalnika obecność substancji rozpuszczonej zmniejsza ciśnienie pary przez rozcieńczenie. Nieulotna substancja rozpuszczona ma ciśnienie pary zerowe, więc ciśnienie pary roztworu jest mniejsze niż ciśnienie pary rozpuszczalnika., W ten sposób potrzebna jest wyższa temperatura, aby ciśnienie pary osiągnęło ciśnienie otaczające, a temperatura wrzenia jest podwyższona.

mówiąc o potencjale chemicznym, w temperaturze wrzenia faza ciekła i faza gazowa (lub parowa) mają ten sam potencjał chemiczny (lub ciśnienie pary), co oznacza, że są energetycznie równoważne. Potencjał chemiczny zależy od temperatury, a w innych temperaturach zarówno faza ciekła, jak i gazowa ma niższy potencjał chemiczny i jest bardziej korzystna energetycznie niż druga faza., Oznacza to, że gdy dodaje się nieulotną substancję rozpuszczoną, potencjał chemiczny rozpuszczalnika w fazie ciekłej zmniejsza się przez rozcieńczenie, ale nie ma to wpływu na potencjał chemiczny rozpuszczalnika w fazie gazowej. Oznacza to z kolei, że równowaga pomiędzy fazą ciekłą i gazową jest ustalana w innej temperaturze dla roztworu niż czysta ciecz, tzn. temperatura wrzenia jest podwyższona.

zjawisko obniżenia punktu zamarzania jest analogiczne do podniesienia punktu wrzenia., Jednak wielkość obniżenia temperatury zamarzania jest większa niż podniesienie temperatury wrzenia dla tego samego rozpuszczalnika i tego samego stężenia substancji rozpuszczonej. Z powodu tych dwóch zjawisk zakres cieczy rozpuszczalnika zwiększa się w obecności substancji rozpuszczonej.