Кіріспе
Қосылыс қосу арқылы қайнау температурасының көтерілуі – сұйықтың (еріткіштің) қайнау температурасы, басқа бір қосылыс қосылғанда жоғарылайды, яғни ерітіндінің қайнау температурасы таза еріткіштен артық болады. Бұл, мысалы, тұз сияқты ұшпайтын затты су сияқты таза еріткішке қосылғанда орын алады. Қайнау температурасын эбуллиоскоппен дәл өлшеуге болады.
Boiling point elevation is the phenomenon whereby the boiling point of a liquid (a solvent) will be higher when another compound is added, meaning that a solution has a higher boiling point than a pure solvent. This happens whenever a non volatile solute, such as a salt, is added to a pure solvent, such as water. The boiling point can be measured accurately using an ebullioscope.
Түсіндірме
Қайнау нүктесінің көтерілуі – колигативті қасиет, яғни ол еріген бөлшектердің болуына және олардың санына байланысты, бірақ олардың табиғатына емес. Бұл еріген заттың еріткіштің сұйылуының салдары болып табылады. Бұл құбылыс барлық ерітінділерде, тіпті идеалды ерітінділерде де кездеседі, және ол еріген зат пен еріткіш арасындағы нақты өзара әрекеттесуге тәуелді емес. Қайнау нүктесінің көтерілуі еріген зат электролит болғанда (мысалы, түрлі тұздар) да, электролит емес болғанда да болады. Термодинамикалық тұрғыдан алғанда, қайнау нүктесінің көтерілуінің себебі энтропиялық сипатта болады және еріткіштің бу қысымы немесе химиялық потенциалы арқылы түсіндірілуі мүмкін. Екі жағдайда да түсіндірме көптеген еріген заттардың тек сұйық фазада ғана болатыны және газ фазасына өтпейтіні (өте жоғары температурадан басқа) фактісіне негізделген. Бу қысымы тұрғысынан қарағанда, сұйық оның бу қысымы қоршаған қысымға тең болғанда қайнайды. Еріткіште еріген заттың болуы оның бу қысымын сұйыту арқылы төмендетеді. Ұшпайтын еріген заттың бу қысымы нөлге тең, сондықтан ерітіндінің бу қысымы еріткіштің бу қысымынан кем болады. Осылайша, бу қысымын қоршаған қысымға жеткізу үшін жоғары температура қажет, нәтижесінде қайнау нүктесі көтеріледі. Химиялық потенциал тұрғысынан қарағанда, қайнау нүктесінде сұйық және газ (немесе бу) фазаларының химиялық потенциалы (немесе бу қысымы) бірдей болады, яғни олар энергиялық жағынан эквивалентті. Химиялық потенциал температураға тәуелді, ал басқа температураларда сұйық немесе газ фазасының химиялық потенциалы төмен болады және энергетикалық тұрғыдан тиімдірек болады. Бұл, ұшпайтын еріген зат қосылғанда, сұйық фазадағы еріткіштің химиялық потенциалы сұйыту арқылы төмендейді, бірақ газ фазадағы химиялық потенциалы өзгермейді дегенді білдіреді. Бұл өз кезегінде сұйық және газ фазалары арасындағы тепе-теңдік таза сұйыққа қарағанда басқа температурада орнатылатынын, яғни қайнау нүктесінің көтерілетінін көрсетеді. Мұздану нүктесінің төмендеуі қайнау нүктесінің көтерілуіне ұқсас құбылыс. Дегенмен, бірдей еріткіш пен еріген заттың концентрациясы үшін мұздану нүктесінің төмендеуі қайнау нүктесінің көтерілуінен үлкен болады. Осы екі құбылыстың нәтижесінде еріткіштің сұйық фазадағы температуралық диапазоны кеңейеді.
Қолданылуы
Жоғарыда келтірілген формуламен қатар, қайнау нүктесінің көтерілуін еріген заттың диссоциация дәрежесін немесе молярлық массасын өлшеу үшін де пайдалануға болады. Мұндай өлшем эбулиоскопия деп аталады (латын-грек тілінен аударғанда "қайнауды бақылау"). Дегенмен, қызуды болдырмау қиын болғандықтан, ΔTb-ны дәл өлшеу қиындық тудырады, бұл мәселені Бекманн термометрінің ойлап табылуы ішінара шешті. Сонымен қатар, қату нүктесінің төмендеуін анықтайтын криоскопиялық тұрақты, эбулиоскопиялық тұрақтыдан жоғары, және қату нүктесін дәл өлшеу көбінесе оңай болғандықтан, криоскопияны қолдану жиірек кездеседі.