Comprendre le concept
La méthode d’élévation du point d’ébullition repose sur le principe selon lequel l’ajout d’un soluté non volatil à un solvant élève le point d’ébullition du solvant. L'ampleur de cette élévation est directement proportionnelle à la molalité de la solution.
L'équation
L'équation qui relie l'élévation du point d'ébullition (ΔTb) à la molalité (m) de la solution est :
ΔTb =Kb * m
Où :
* ΔTb =Variation du point d'ébullition (en °C)
* Kb =Constante ébullioscopique du solvant (en °C kg/mol)
* m =Molalité de la solution (en mol/kg)
Étapes pour déterminer la masse molaire
1. Préparez la solution :
* Dissoudre un poids connu (w) d'acide acétique dans un poids connu (W) d'un solvant approprié (par exemple de l'eau).
2. Mesurez l'élévation du point d'ébullition :
* Déterminer le point d'ébullition du solvant pur (Tb(solvant)).
* Mesurer le point d'ébullition de la solution (Tb(solution)).
* Calculez l'élévation du point d'ébullition :ΔTb =Tb(solution) - Tb(solvant)
3. Déterminer la molalité :
* Vous connaissez l'élévation du point d'ébullition (ΔTb) et la constante ébullioscopique (Kb) du solvant.
* Utilisez l'équation ΔTb =Kb * m pour résoudre la molalité (m).
4. Calculez la masse molaire :
* Molalité (m) =moles de soluté / kg de solvant
* Vous connaissez le poids du soluté (w) et le poids du solvant (W).
* Réorganisez l'équation de molalité pour résoudre les moles de soluté :
moles de soluté =m * W (en kg)
* Masse molaire (M) =poids de soluté (w) / moles de soluté
Exemple
Disons que vous dissolvez 1,00 g d'acide acétique dans 100 g d'eau. La constante ébullioscopique de l'eau est de 0,512 °C kg/mol. Vous mesurez une élévation du point d’ébullition de 0,15 °C.
1. Élévation du point d'ébullition : ΔTb =0,15 °C
2. Molalité :
* 0,15 °C =0,512 °C kg/mol * m
* m =0,15 °C / 0,512 °C kg/mol =0,293 mol/kg
3. Moles d'acide acétique :
* moles d'acide acétique =0,293 mol/kg * 0,100 kg =0,0293 mol
4. Masse molaire :
* Masse molaire =1,00 g / 0,0293 mol =34,2 g/mol
Remarques importantes :
* Choix du solvant : Le solvant doit être non volatil et avoir une constante ébullioscopique connue.
* Précision : La précision de cette méthode dépend de mesures précises de la température et du poids.
* Conditions idéales : Cette méthode suppose un comportement idéal de la solution.
La masse molaire réelle de l'acide acétique est de 60,05 g/mol. Le résultat de cette expérience est nettement inférieur en raison des limites de la méthode et d'éventuelles erreurs expérimentales.
