Qu'est-ce que l'élévation du point d'ébullition?
L'élévation du point d'ébullition est l'effet qui se produit lorsqu'un matériau est dissous dans une solution pure, entraînant une augmentation du point d'ébullition du mélange. Le soluté, le matériau à dissoudre, est ajouté à la solution pure, appelée solvant, qui réduit la pression de vapeur du mélange. Réduire la pression de vapeur du mélange signifie qu'il faut plus d'énergie pour le faire bouillir, ce qui entraîne un point d'ébullition plus élevé du mélange.
Chaque produit chimique présente un changement de point d'ébullition mesurable pour les mélanges avec différents solvants. Cette quantité mesurable est connue sous le nom de constante d'élévation du point d'ébullition molal, ou constante d'élévation molal. Si la concentration du produit chimique dans le mélange est connue ou mesurée, cette concentration peut être multipliée par la constante d'altitude molale, et vous pouvez calculer l'élévation du point d'ébullition obtenue et la comparer aux valeurs mesurées. La constante d'altitude molale peut également être utilisée pour déterminer la concentration de soluté dans un mélange en mesurant le point d'ébullition du mélange et en divisant l'élévation du point d'ébullition du solvant par la constante d'altitude molale.
Une application courante et utile de l'élévation du point d'ébullition consiste à ajouter de l'antigel, typiquement de l'éthylène glycol, aux systèmes de refroidissement des voitures. De l'éthylène glycol est ajouté à 50% en volume à l'eau du radiateur de l'automobile pour éviter le gel, mais l'élévation du point d'ébullition de la solution obtenue constitue un avantage. L'eau bout à 100 ° Celsius; le mélange d'éthylène, de glycol et d'eau bout à 107,2 ° C (225 ° F) et même plus lorsque le système de refroidissement est sous pression, ce qui est normal pour les systèmes de refroidissement d'automobile.
Les cuisiniers ont profité de l'élévation du point d'ébullition pendant des siècles. L'ajout de sel à l'eau élève le point d'ébullition du mélange, ce qui accélère les temps de cuisson. L'eau de mer des océans, qui contient environ 3,5% de sels totaux, bout à 102,5 ° C (216,5 ° F). Ce n'est peut-être pas une grande différence avec l'eau ordinaire, mais les cuisiniers préfèrent généralement une cuisson plus rapide.
L'élévation du point d'ébullition résultant d'un mélange est un facteur de la constante du point d'ébullition molal, de sorte que le point d'ébullition d'un mélange continuera à augmenter à mesure que de plus en plus de soluté sera ajouté au mélange. Cela résulte de la réduction de la pression de vapeur du solvant lorsque ses molécules sont piégées par le soluté. Il existe des limites pratiques à l'élévation du point d'ébullition dans les applications grand public et industrielles. Dans le refroidissement automobile, par exemple, le point d’ébullition de l’éthylène glycol pur est de 197 ° C (386 ° F), ce qui peut être considéré comme un avantage. La viscosité ou l'épaisseur de l'éthylène glycol pur à des températures plus froides rend son utilisation peu pratique, cependant, car à 4,4 ° C (4 ° C) l'éthylène glycol pur a une épaisseur mesurée sept fois supérieure à l'éthylène glycol à 50%. et solution d'eau.