Vad är höjning av kokpunkten?
Höjning av kokpunkten är effekten som uppstår när ett material upplöses i en ren lösning, vilket orsakar en ökning av blandningens kokpunkt. Löst ämne, materialet som ska lösas, sättes till den rena lösningen, kallad lösningsmedlet, vilket minskar blandningens ångtryck. Att minska blandningens ångtryck innebär att det tar mer energi för blandningen att koka, vilket resulterar i en högre kokpunkt för blandningen.
Varje kemikalie har en mätbar förändring av kokpunkten för blandningar med olika lösningsmedel. Denna mätbara mängd är känd som den molala kokpunktens höjdkonstant, eller molal höjdkonstanten. Om koncentrationen av kemikalien i blandningen är känd eller uppmätt, kan denna koncentration multipliceras med den molala höjdkonstanten, och man kan beräkna den resulterande höjningen av kokpunkten och jämföra den med uppmätta värden. Den molala höjdkonstanten kan också användas för att bestämma koncentrationen av lösta ämnen i en blandning genom att mäta blandningens kokpunkt och dela lösningsmedlets upphöjning av kokpunkten med den molala höjdkonstanten.
En vanlig och användbar tillämpning av höjning av kokpunkten är att lägga till frostskyddsmedel, typiskt etylenglykol, till bilkylsystem. Etylenglykol tillsätts i en volymkoncentration på 50 volym till vatten i bilens radiator för att förhindra frysning, men höjningen i kokpunkten för den resulterande lösningen är en fördel. Vatten kokar vid 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius); etylenglykol-och-vatten-blandningen kokar vid 225 ° Fahrenheit (107,2 ° C) och ännu högre när kylsystemet trycksätts, vilket är normalt för kylsystem för fordon.
Kockar har utnyttjat höjningen av kokpunkten i århundraden. Genom att tillsätta salt till vatten höjer blandningens kokpunkt, vilket resulterar i snabbare tillagningstider. Havsvatten, som innehåller cirka 3,5 procents totala salter, kokar vid 216,5 ° Fahrenheit (102,5 ° Celsius). Detta är kanske inte en stor skillnad från vanligt vatten, men snabbare tillagning föredras vanligtvis av kockar.
Höjning av kokpunkten som erhålls från en blandning är en faktor av den molala kokpunktens konstant, så kokpunkten för en blandning kommer att fortsätta att stiga när mer av det lösta ämnet tillsätts blandningen. Detta resulterar från reduktionen av lösningsmedlets ångtryck när dess molekyler fångas av det lösta ämnet. Det finns praktiska gränser för höjning av kokpunkten i konsument- och industriapplikationer. Vid bilkylning är till exempel kokpunkten för ren etylenglykol 386 ° Fahrenheit (197 ° Celsius), vilket kan ses som en fördel. Viskositeten, eller tjockleken, av ren etylenglykol vid kallare temperaturer gör dess användning opraktisk, emellertid eftersom ren etylenglykol vid 40 ° Fahrenheit (4,4 ° Celsius) har en uppmätt tjocklek som är sju gånger större än 50 procent etylenglykol- och-vattenlösning.