¿Qué es el aumento del punto de ebullición?
El aumento del punto de ebullición es una propiedad coligativa: al disolver un soluto no volátil en un disolvente, la temperatura a la que hierve la disolución se eleva. La magnitud de ese incremento depende únicamente del número de partículas disueltas, no de su naturaleza química. Esta calculadora determina el aumento (\(\Delta T_b\)) y el punto de ebullición resultante de la disolución.
Cómo usar esta calculadora
Introduce cuatro valores: el factor de van't Hoff i (1 para no electrolitos como el azúcar, ~2 para el NaCl, ~3 para el CaCl₂), la constante molal de aumento del punto de ebullición Kb del disolvente (0,512 °C·kg/mol para el agua), la molalidad de la disolución (moles de soluto por kilogramo de disolvente) y el punto de ebullición del disolvente puro (100 °C para el agua). La herramienta te devuelve el \(\Delta T_b\) y el nuevo punto de ebullición.
La fórmula explicada
La ecuación que rige el fenómeno es $$\Delta T_b = \text{i} \cdot \text{K}_b \cdot \text{m}$$ El factor de van't Hoff tiene en cuenta la disociación de los compuestos iónicos en varias partículas. La Kb es específica de cada disolvente. Al multiplicar estos términos por la molalidad se obtiene el incremento de temperatura, que después se suma al punto de ebullición del disolvente puro: $$T_{b} = T_{b}^{\circ} + \Delta T_b$$
Ejemplo resuelto
Disuelve NaCl en agua hasta alcanzar una molalidad de 1 mol/kg. El NaCl se disocia en Na⁺ y Cl⁻, por lo que \(i \approx 2\), \(K_b = 0{,}512\) y \(m = 1\). Entonces $$\Delta T_b = 2 \times 0{,}512 \times 1 = 1{,}024\ \text{°C}$$ El nuevo punto de ebullición es $$100 + 1{,}024 = \mathbf{101{,}024\ \text{°C}}$$
Constantes Kb y Factores de van't Hoff
La elevación del punto de ebullición es una propiedad coligativa descrita por la ecuación:
$$\Delta T_b = i \cdot K_b \cdot m$$donde \(i\) es el factor de van't Hoff (el número de partículas disueltas por unidad de fórmula de soluto), \(K_b\) es la constante ebulioscópica (constante molal de elevación del punto de ebullición) del disolvente en °C·kg/mol, y \(m\) es la molalidad de la solución en mol/kg. El punto de ebullición elevado de la solución es entonces el punto de ebullición del disolvente puro más \(\Delta T_b\).
Constantes Ebulioscópicas (Kb) de Disolventes Comunes
Cada disolvente tiene un valor característico \(K_b\) que depende solo del disolvente, no del soluto. Los valores \(K_b\) más grandes producen mayor elevación por unidad de molalidad.
| Disolvente | Kb (°C·kg/mol) | Punto de Ebullición Normal (°C) |
|---|---|---|
| Agua | 0.512 | 100 |
| Etanol | 1.22 | 78.4 |
| Benceno | 2.53 | 80.1 |
| Cloroformo | 3.63 | 61.2 |
| Ácido acético | 3.07 | 118 |
Factores de van't Hoff Típicos (i)
El factor de van't Hoff refleja cuántas partículas libera un soluto cuando se disuelve. Los no electrolitos como el azúcar no se disocian (\(i = 1\)), mientras que los compuestos iónicos se disocian en múltiples iones, elevando \(i\). Los valores a continuación son los factores ideales (teóricos); los valores reales medidos suelen ser ligeramente menores debido al apareamiento de iones.
| Soluto | Disociación | Factor de van't Hoff (i) |
|---|---|---|
| Azúcar / glucosa (no electrolito) | no se disocian | 1 |
| Cloruro de sodio (NaCl) | Na⁺ + Cl⁻ | 2 |
| Cloruro de calcio (CaCl₂) | Ca²⁺ + 2 Cl⁻ | 3 |
| Sulfato de potasio (K₂SO₄) | 2 K⁺ + SO₄²⁻ | 3 |
| Cloruro de aluminio (AlCl₃) | Al³⁺ + 3 Cl⁻ | 4 |
Como referencia rápida, disolver 1 mol/kg de NaCl en agua eleva el punto de ebullición en 1.024 °C, dando un punto de ebullición de la solución de aproximadamente 101.024 °C.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el factor de van't Hoff? Es el número de partículas que genera una unidad fórmula al disolverse: 1 para los solutos moleculares y 2 o más para las sales que se disocian.
¿Qué valor de Kb debo usar? Emplea la constante de tu disolvente: agua 0,512, etanol 1,22, benceno 2,53 °C·kg/mol.
¿Importa la cantidad de soluto? Solo a través de la molalidad y del número de partículas; la identidad química, más allá de su disociación, no afecta al \(\Delta T_b\).
