Disoluzioen irakite-puntuaren igoerari buruzko galdera-adibideak eta eztabaida
Pendahuluan
Irakite-puntuaren igoera disolbatzaile bati solutu bat gehitzen zaionean gertatzen den fenomeno koligatibo bat da. Fenomeno honek disoluzio baten irakite-puntua disolbatzaile puruaren irakite-puntuarekin alderatuta igotzea adierazten du. Kimikan, irakite-puntuaren igoera ulertzea ezinbestekoa da, batez ere erreakzio kimikoen, bereizketa-prozesuen eta analisi farmazeutikoen testuinguruan. Artikulu honek irakite-puntuaren igoeraren kontzeptuarekin lotutako hainbat arazo eta eztabaida adibide aurkeztea du helburu.
Oinarrizko teoria
Irakite-puntuaren igoera disoluzio baten irakite-puntua disolbatzaile puruaren irakite-puntua baino handiagoa den fenomenoa da. Solutu bat (ez-lurrunkorra) disolbatzaile bati gehitzen zaionean, disolbatzailearen lurrun-presioa gutxitzen da. Ondorioz, tenperatura altuagoa behar da kanpoko presioaren lurrun-presio bera lortzeko. Beraz, disoluzioaren irakite-puntua altuagoa da.
Irakite-puntuaren igoera kalkulatzeko erabiltzen den ekuazioa hau da:
\[ ΔT_b = K_b ∈ m \]
Non:
– \(\Delta T_b\) = irakite-puntuaren igoera,
– \(K_b\) = ebulioskopia-konstantea (disolbatzaile bakoitzaren arabera aldatzen da),
– \(m\) = disoluzioaren molalitatea (disolbatzaile kilogramoko solutu molak).
Galdera eta eztabaida adibideak
Kontzeptu hau hobeto ulertzeko, adibide batzuk aztertuko ditugu.
1. galderaren adibidea
Galdera: Zein da 2 mol glukosa (\(C_6H_{12}O_6\)) 1 kg uretan disolbatuta dituen disoluzio baten irakite-puntuaren igoera? Jakina da uraren konstante ebulioskopikoa (\(K_b\)) 0,512 °C·kg/mol dela.
Eztabaida:
1. Zehaztu disoluzioaren molalitatea:
\[ m = \frac{\text{solutu mol}}{\text{kg disolbatzaile}} = \frac{2 \; \text{mol}}{1 \; \text{kg}} = 2 \; \text{m} \]
2. Kalkulatu irakite-puntuaren igoera ekuazioa erabiliz:
\[ ΔT_b = K_b ∈ m \]
\[ ΔT_b = 0.512 \; °C·kg/mol \times 2 \; m \]
\[ ΔT_b = 1.024 °C \]
Beraz, disoluzioaren irakite-puntuaren igoera 1.024 °C da.
2. galderaren adibidea
Galdera: Kalkulatu 500 gramo uretan 0,3 mol NaCl dituen disoluzio baten irakite-puntuaren igoera (\(K_b\)ura = 0.512 °C·kg/mol). Demagun NaCl erabat disoziatzen dela uretan.
Eztabaida:
1. Zehaztu disoluzioaren molalitatea:
\[ \text{Disolbatzailearen masa kg-tan} = 500 \; \text{g} = 0.5 \; \text{kg} \]
\[ m = \frac{\text{solutu mol}}{\text{kg disolbatzaile}} = \frac{0.3 \; \text{mol}}{0.5 \; \text{kg}} = 0.6 \; \text{m} \]
2. NaCl \(Na^+\) eta \(Cl^-\) ioietan disoziatzen denez, partikula kopuru osoa dauden NaCl molekulen kopuruaren bikoitza da.
\[ i = 2 \; (\text{van 't Hoff faktorea NaCl-rentzat}) \]
3. Kalkulatu irakite-puntuaren igoera ekuazioa erabiliz:
ΔT_b = K_b ∫m ∫i
\[ ΔT_b = 0.512 \; °C·kg/mol \times 0.6 \; m \times 2 \]
\[ ΔT_b = 0.6144 °C \]
Beraz, disoluzioaren irakite-puntuaren igoera 0.6144 °C da.
3. galderaren adibidea
Galdera: Zenbateko irakite-puntua igotzen da 0.5 mol sakarosa (\(C_{12}H_{22}O_{11}\)) 1.5 kg uretan disolbatzen bada? \(K_b\) ur = 0.512 °C·kg/mol.
Eztabaida:
1. Zehaztu disoluzioaren molalitatea:
\[ m = \frac{\text{solutu molak}}{\text{kg disolbatzaile}} = \frac{0.5 \; \text{mol}}{1.5 \; \text{kg}} = \frac{0.5}{1.5} \; \text{m} = 0.333 \; \text{m} \]
2. Sakarosak ez duenez disoziaziorik jasaten, van 't Hoff faktorea (\(i\)) 1 da.
3. Kalkulatu irakite-puntuaren igoera ekuazioa erabiliz:
\[ ΔT_b = K_b ∈ m \]
\[ ΔT_b = 0.512 \; °C·kg/mol \times 0.333 \; m \]
\[ ΔT_b = 0.1705 °C \]
Beraz, disoluzioaren irakite-puntuaren igoera 0.1705 °C da.
4. galderaren adibidea
Galdera: 2000 gramo uretan 0.25 mol urea (\(NH_2CONH_2\)) duen disoluzio batek irakite-puntua igotzen du. Kalkulatu irakite-puntuaren igoera. Uraren \(K_b\) 0.512 °C·kg/mol da.
Eztabaida:
1. Zehaztu disoluzioaren molalitatea:
\[ \text{Disolbatzailearen masa kg-tan} = 2000 \; \text{g} = 2 \; \text{kg} \]
\[ m = \frac{\text{solutu mol}}{\text{kg disolbatzaile}} = \frac{0.25 \; \text{mol}}{2 \; \text{kg}} = 0.125 \; \text{m} \]
2. Urea uretan disoziatzen ez denez, van 't Hoff faktorea (\(i\)) 1 da.
3. Kalkulatu irakite-puntuaren igoera ekuazioa erabiliz:
\[ ΔT_b = K_b ∈ m \]
\[ ΔT_b = 0.512 \; °C·kg/mol \times 0.125 \; m \]
\[ ΔT_b = 0.064 \; °C \]
Beraz, disoluzioaren irakite-puntuaren igoera 0.064 °C da.
Ondorioa
Irakite-puntuaren igoera kimikako kontzeptu garrantzitsua da, solutu batek disoluzio baten irakite-puntuan nola eragiten duen azaltzen duena. Goiko adibide-problemak erakusten du nola kalkulatu irakite-puntuaren igoera molalitatearen eta van 't Hoff faktorearen kontzeptuak erabiliz. Ezagutza hau erabilgarria da kimikako hainbat aplikaziotan, besteak beste, laborategiko analisietan eta sendagaien garapenean. Fenomeno hau ulertzeak disoluzioan dauden substantzien propietateei buruzko ikuspegi sakonagoa ematen du.
