Jeśli dodasz sól do wody, podniesiesz jej temperaturę wrzenia lub temperaturę, w której będzie się gotować. Temperatura potrzebna do wrzenia wzrośnie o około 0,5 C na każde 58 gramów rozpuszczonej soli na kilogram wody. To jest przykład podniesienie punktu wrzeniai nie dotyczy wyłącznie wody. Występuje za każdym razem, gdy dodasz nielotną substancję rozpuszczoną, taką jak sól, do rozpuszczalnika, takiego jak woda.
Woda wrze, gdy cząsteczki są w stanie pokonać ciśnienie pary otaczającego powietrza, aby przejść z fazy ciekłej do fazy gazowej. Po dodaniu substancji rozpuszczonej, która zwiększa ilość energii (ciepła) potrzebnej do przejścia wody, zachodzi kilka procesów.
Jak to działa?
Kiedy dodasz sól do wody, chlorek sodu dysocjuje na jony sodu i chloru. Te naładowane cząstki zmieniają siły międzycząsteczkowe między cząsteczkami wody.
Oprócz wpływu na wiązanie wodoru między cząsteczkami wody, należy wziąć pod uwagę interakcję jon-dipol: Każda woda cząsteczka jest dipolem, co oznacza, że jedna strona (strona tlenu) jest bardziej ujemna, a druga strona (strona wodoru) jest bardziej pozytywny. Dodatnio naładowane jony sodu wyrównują się ze stroną tlenową cząsteczki wody, podczas gdy ujemnie naładowane jony chloru są wyrównane ze stroną wodoru. Oddziaływanie jon-dipol jest silniejsze niż wiązanie wodoru między cząsteczkami wody, więc potrzeba więcej energii, aby przenieść wodę z jonów do fazy gazowej.
Nawet bez naładowanej substancji rozpuszczonej dodanie cząsteczek do wody podnosi temperaturę wrzenia, ponieważ część ciśnienie, jakie roztwór wywiera na atmosferę, pochodzi teraz z cząstek rozpuszczonych, a nie tylko z rozpuszczalnika (wody) molekuły. Cząsteczki wody potrzebują więcej energii, aby wytworzyć wystarczające ciśnienie, aby uciec przed granicą cieczy. Im więcej soli (lub jakiejkolwiek substancji rozpuszczonej) dodaje się do wody, tym bardziej podnosi się temperaturę wrzenia. Zjawisko to zależy od liczby cząstek utworzonych w roztworze.
Depresja w punkcie zamarzania to kolejna właściwość koligatywna, która działa w ten sam sposób: jeśli dodasz sól do wody, obniżysz jej temperaturę zamarzania, a także podniesiesz temperaturę wrzenia.
Temperatura wrzenia NaCl
Kiedy rozpuszczasz sól w wodzie, rozpada się ona na jony sodu i chloru. Jeśli zagotujesz całą wodę, jony ponownie się połączą, tworząc stałą sól. Jednak nie ma niebezpieczeństwa wrzenia NaCl: temperatura wrzenia chlorku sodu wynosi 2575 F lub 1413 C. Sól, podobnie jak inne jonowe ciała stałe, ma niezwykle wysoką temperaturę wrzenia.