La présence d'un soluté affecte les points de congélation et d'ébullition d'un solvant de manière prévisible, en raison d'un phénomène appelé propriétés colligatives . Les propriétés colligatives dépendent uniquement du nombre de particules de soluté présentes dans une solution, et non de leur identité. Voici comment cela fonctionne:

Dépression de point de congélation:

* Explication: L'ajout d'un soluté perturbe la disposition ordonnée des molécules de solvant qui se produisent pendant le gel. Les particules de soluté gênent, ce qui rend plus difficile pour les molécules de solvant de former un réseau solide.

* effet: Le point de congélation de la solution est inférieur que le point de congélation du solvant pur.

* Exemple: L'ajout de sel à l'eau abaisse son point de congélation, c'est pourquoi le sel est utilisé pour faire fondre la glace sur les routes en hiver.

Élévation du point d'ébullition:

* Explication: Les particules de soluté perturbent la pression de vapeur du solvant. Les molécules de soluté interfèrent avec l'échappement des molécules de solvant dans la phase de vapeur, nécessitant une température plus élevée pour atteindre la même pression de vapeur que le solvant pur.

* effet: Le point d'ébullition de la solution est plus élevé que le point d'ébullition du solvant pur.

* Exemple: L'ajout de sucre à l'eau augmente son point d'ébullition, c'est pourquoi il faut plus de temps pour faire bouillir l'eau sucrée que l'eau ordinaire.

Points clés:

* Solutés non volatils: Le soluté doit être non volatile (pas facilement vaporisé) pour que ces effets soient significatifs.

* molarité et concentration: L'étendue de la dépression de point de congélation et de l'élévation du point d'ébullition dépend de la concentration du soluté dans la solution. Des concentrations de soluté plus élevées entraînent des changements plus importants dans les points de congélation et d'ébullition.

* Nature du soluté: Alors que l'identité du soluté n'affecte pas la magnitude du changement, il peut affecter le signe (positif ou négatif) pour certains cas spéciaux (par exemple, les électrolytes). Les électrolytes, comme les sels, se dissocient en ions en solution, augmentant efficacement le nombre de particules de soluté et améliorant ainsi l'effet.

Formules:

Les changements de point de congélation et d'ébullition peuvent être calculés à l'aide des formules suivantes:

* Dépression de point de congélation: Δt _{f =K f * M}

* Élévation du point d'ébullition: Δt b * M

Où:

* Δt _{f et Δt b sont les changements dans les points de congélation et d'ébullition, respectivement.}

* K _f et k _{b sont la dépression de point de congélation et les constantes d'élévation du point d'ébullition pour le solvant.}

* M est la molalité de la solution (moles de soluté par kilogramme de solvant).

Ces formules aident à quantifier l'effet de la présence de soluté sur les points de congélation et d'ébullition des solvants, permettant des prédictions et des calculs dans diverses applications.