Come calcolare il punto di congelamento e il punto di ebollizione di una sostanza

Di Redazione Studenti.

Come si trova il punto di congelamento e di ebollizione di una sostanza: le formule spiegate per il calcolo dell'innalzamento ebullioscopico e l'abbassamento crioscopico con esempi

Introduzione

Come calcolare il punto di congelamento e il punto di ebollizione di una sostanza
Come calcolare il punto di congelamento e il punto di ebollizione di una sostanza — Fonte: getty-images

Se decidiamo di aggiungere un soluto in un liquido (ad esempio il glucosio), si verificano come reazione chimica due fenomeni: l’aumento del punto di ebollizione (innalzamento ebullioscopico) e la diminuzione del punto di congelamento della soluzione (abbassamento crioscopico), ma ciò dipende soltanto dalla concentrazione delle particelle del suddetto soluto.

In riferimento a ciò, nei passi successivi di questa guida, vediamo come calcolare il punto di congelamento e il punto di ebollizione di una sostanza.

Formule

La formula per calcolare l’innalzamento ebullioscopico è la seguente: Δteb = Keb · m · i.

“Δteb” rappresenta l'innalzamento ebullioscopico che corrisponde perfettamente alla temperatura di ebollizione della soluzione meno quella del solvente, mentre “Keb” è la costante che varia in ogni sostanza, e nel caso dell'acqua corrisponde ad un valore pari a 0,52 (°C · Kg) / mol.

La formula, invece, per calcolare l’abbassamento crioscopico è: ΔTc = Kc · m · i.

ΔTc rappresenta l'abbassamento crioscopico, uguale alla temperatura di congelamento della soluzione meno quella del solvente, mentre “Kc” è la costante crioscopica che varia da solvente a solvente, e nel caso dell'acqua corrisponde a 1,86 (°C · Kg) / mol.

Esempi

Se consideriamo un chilogrammo di acqua vediamo che una mole di soluto fa innalzare la temperatura di ebollizione di 0,512 °C e la stessa concentrazione fa abbassare il punto di congelamento di 1,86 °C, e questi valori sono chiamati costante molale del punto di ebollizione e del punto di congelamento dell'acqua.

Immaginiamo di avere ad esempio una soluzione composta da 70 grammi di zucchero sciolti in 300 grammi di acqua e dobbiamo considerare il punto di congelamento e quello di ebollizione.

Innanzitutto, dobbiamo calcolare il numero delle moli di soluto, ed essendo il peso molecolare dello zucchero 342 g/mol e dato che ve ne sono 70 grammi, il numero delle moli di zucchero in 300 grammi di acqua si calcolerà così: (70 g) / (342 g/mol) = 0,204 moli.

Successivamente bisogna poi calcolare la molalità della soluzione, ossia 0,204 mol / 0,392 kg = 0,520 mol/kg.

Una volta stabilita, si determina l’innalzamento ebullioscopico e, sapendo che il punto di ebollizione aumenta di 0,512 °C per ogni mole di zucchero aggiunta a 1000 grammi di acqua, l'innalzamento sarà il seguente: 100 °C (0,520) (0,512 °C) = (100 + 0,344) °C = 100,344 °C.

Infine, dato che il punto di congelamento si abbassa di 1,86 °C per ciascuna mole di zucchero aggiunta a 1000 grammi di acqua, è possibile determinare l’abbassamento crioscopico sviluppando la seguente formula: 0 °C - (0,520) (1,86 °C) = (0 - 1,08) °C = - 1,08 °C.

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