Саволҳои намунавӣ ва муҳокимаи баландии нуқтаи ҷӯшиши маҳлулҳо
Пендахулуан
Баландшавии нуқтаи ҷӯшиш як падидаи коллигативӣ аст, ки ҳангоми илова кардани маҳлули ҳалшаванда ба ҳалкунанда ба вуҷуд меояд. Ин падида ба афзоиши нуқтаи ҷӯшиши маҳлул нисбат ба нуқтаи ҷӯшиши ҳалкунандаи холис ишора мекунад. Дар химия, фаҳмидани баландшавии нуқтаи ҷӯшиш, махсусан дар заминаи реаксияҳои кимиёвӣ, равандҳои ҷудокунӣ ва таҳлили фармасевтӣ, муҳим аст. Ин мақола ҳадаф дорад, ки масъалаҳои гуногун ва муҳокимаҳои марбут ба мафҳуми баландшавии нуқтаи ҷӯшишро пешниҳод кунад.
Назарияи асосӣ
Баландшавии нуқтаи ҷӯшиш падидаест, ки дар он нуқтаи ҷӯшиши маҳлул аз нуқтаи ҷӯшиши ҳалкунандаи холис баландтар аст. Вақте ки ба ҳалкунанда моддаи ҳалшаванда (ғайритағйирёбанда) илова карда мешавад, фишори буғи ҳалкунанда коҳиш меёбад. Дар натиҷа, барои ба даст овардани ҳамон фишори буғ ба фишори беруна ҳарорати баландтар лозим аст. Аз ин рӯ, нуқтаи ҷӯшиши маҳлул баландтар аст.
Муодилае, ки барои ҳисоб кардани баландии нуқтаи ҷӯш истифода мешавад, чунин аст:
\[ \Делта T_b = K_b \cdot m \]
Ди мана:
– \(\Delta T_b\) = баландии нуқтаи ҷӯшиш,
– \(K_b\) = доимии эбулиоскопӣ (барои ҳар як ҳалкунанда фарқ мекунад),
– \(m\) = молалияти маҳлул (молҳои маҳлул барои як килограмм ҳалкунанда).
Намунаҳои саволҳо ва муҳокима
Барои беҳтар фаҳмидани ин мафҳум, биёед баъзе мисолҳои масъаларо баррасӣ кунем.
Намунаи саволи 1
Савол: Баландшавии ҳарорати ҷӯшиши маҳлуле, ки дорои 2 мол глюкоза (\(C_6H_{12}O_6\)) дар 1 кг об ҳал шудааст, чанд аст? Маълум аст, ки доимии эбулиоскопии об (\(K_b\)) 0,512 °C·кг/мол аст.
Муҳокима:
1. Молярияти маҳлулро муайян кунед:
\[ m = \frac{\text{молҳои моддаи ҳалшаванда}}{\text{кг ҳалкунанда}} = \frac{2 \; \text{mol}}{1 \; \text{кг}} = 2 \; \text{m} \]
2. Баландшавии нуқтаи ҷӯшишро бо истифода аз муодилаи зерин ҳисоб кунед:
\[ \Делта T_b = K_b \cdot m \]
\[ \Делта T_b = 0.512 \; °C·кг/мол \маротиба 2 \; м\]
\[ \Делта T_b = 1.024 °C \]
Пас, афзоиши нуқтаи ҷӯшиши маҳлул 1.024°C аст.
Намунаи саволи 2
Савол: Баландшавии ҳарорати ҷӯшонро барои маҳлуле, ки 0,3 мол NaCl дар 500 грамм об дорад, ҳисоб кунед (\(K_b\) об = 0.512 °C·кг/мол). Фарз мекунем, ки NaCl дар об пурра диссотсиатсия мешавад.
Муҳокима:
1. Молярияти маҳлулро муайян кунед:
\[ \text{Массаи ҳалкунанда бо кг} = 500 \; \text{g} = 0.5 \; \text{kg} \]
\[ m = \frac{\text{молҳои моддаи ҳалшаванда}}{\text{кг ҳалкунанда}} = \frac{0.3 \; \text{mol}}{0.5 \; \text{кг}} = 0.6 \; \text{m} \]
2. Азбаски NaCl ба ионҳои \(Na^+\) ва \(Cl^-\) диссотсиатсия мешавад, шумораи умумии зарраҳо ду маротиба аз шумораи молекулаҳои NaCl зиёд аст.
\[ i = 2 \; (\text{van 't омили Хофф барои NaCl}) \]
3. Баландшавии нуқтаи ҷӯшишро бо истифода аз муодилаи зерин ҳисоб кунед:
\[ \Delta T_b = K_b \cdot m \cdot i \]
\[ \Делта T_b = 0.512 \; °C·кг/мол \маротиба 0.6 \; м \маротиба 2 \]
\[ \Делта T_b = 0.6144 °C \]
Пас, афзоиши нуқтаи ҷӯшиши маҳлул 0.6144°C аст.
Намунаи саволи 3
Савол: Агар 0.5 мол сахароза (\(C_{12}H_{22}O_{11}\)) дар 1.5 кг об ҳал карда шавад, ҳарорати ҷӯшиш чанд мешавад? \(K_b\) об = 0.512 °C·кг/мол.
Муҳокима:
1. Молярияти маҳлулро муайян кунед:
\[ m = \frac{\text{молҳои моддаи ҳалшаванда}}{\text{кг ҳалкунанда}} = \frac{0.5 \; \text{mole}}{1.5 \; \text{kg}} = \frac{0.5}{1.5} \; \text{m} = 0.333 \; \text{m} \]
2. Азбаски сахароза ба диссотсиатсия дучор намешавад, омили ван-т-Ҳофф (\(i\)) ба 1 баробар аст.
3. Баландшавии нуқтаи ҷӯшишро бо истифода аз муодилаи зерин ҳисоб кунед:
\[ \Делта T_b = K_b \cdot m \]
\[ \Делта T_b = 0.512 \; °C·кг/мол \маротиба 0.333 \; м\]
\[ \Делта T_b = 0.1705 °C \]
Пас, афзоиши нуқтаи ҷӯшиши маҳлул 0.1705°C аст.
Намунаи саволи 4
Савол: Маҳлуле, ки аз 0.25 мол карбамид (\(NH_2CONH_2\)) дар 2000 грамм об тайёр карда шудааст, дар ҳарорати ҷӯшиш баланд мешавад. Дар ҳарорати ҷӯшиш баландшавии онро ҳисоб кунед. \(K_b\) барои об 0.512 °C·кг/мол аст.
Муҳокима:
1. Молярияти маҳлулро муайян кунед:
\[ \text{Массаи ҳалкунанда бо кг} = 2000 \; \text{g} = 2 \; \text{kg} \]
\[ m = \frac{\text{молҳои моддаи ҳалшаванда}}{\text{кг ҳалкунанда}} = \frac{0.25 \; \text{mol}}{2 \; \text{кг}} = 0.125 \; \text{m} \]
2. Азбаски мочевина дар об диссотсиатсия намешавад, омили ван-т-Ҳофф (\(i\)) ба 1 баробар аст.
3. Баландшавии нуқтаи ҷӯшишро бо истифода аз муодилаи зерин ҳисоб кунед:
\[ \Делта T_b = K_b \cdot m \]
\[ \Делта T_b = 0.512 \; °C·кг/мол \маротиба 0.125 \; м\]
\[ \Делта T_b = 0.064 \; °C \]
Пас, афзоиши нуқтаи ҷӯшиши маҳлул 0.064°C аст.
Хулоса
Баландшавии нуқтаи ҷӯшиш як мафҳуми муҳим дар химия аст, ки шарҳ медиҳад, ки чӣ гуна моддаи ҳалшаванда ба нуқтаи ҷӯшиши маҳлул таъсир мерасонад. Масъалаи мисолӣ дар боло нишон медиҳад, ки чӣ тавр баландии нуқтаи ҷӯшишро бо истифода аз мафҳумҳои молярӣ ва омили ван-т-Ҳофф ҳисоб кардан мумкин аст. Ин дониш дар як қатор барномаҳои химия, аз ҷумла таҳлили лабораторӣ ва таҳияи доруҳо, муфид аст. Дарки ин падида фаҳмиши амиқтарро дар бораи хосиятҳои моддаҳо дар маҳлул фароҳам меорад.
