Jäätymispisteen lasku on yksi aineen kolligatiivisista ominaisuuksista, mikä tarkoittaa, että siihen vaikuttaa hiukkasten lukumäärä, ei hiukkasten kemiallinen identiteetti tai niiden massa. Kun liuotettua ainetta lisätään liuottimeen, sen jäätymispiste laskee puhtaan liuottimen alkuperäisestä arvosta. Ei ole väliä onko liuotettu aine neste, kaasu vai kiinteä aine. Esimerkiksi jäätymispisteen lasku tapahtuu, kun vettä lisätään joko suolaa tai alkoholia. Itse asiassa liuotin voi olla myös mikä tahansa faasi. Jäätymispisteen lasku tapahtuu myös kiinteissä ja kiinteissä seoksissa.
Jäätymispisteen lasku lasketaan käyttämällä Raoultin lakia ja Clausius-Clapeyron-yhtälöä kirjoittamalla yhtälö nimeltä Blagdenin laki. Ihanteellisessa ratkaisussa jäätymispisteen lasku riippuu vain liuenneen aineen pitoisuudesta.
31,65 g natriumkloridia lisätään 220,0 ml: aan vettä 34 ° C: ssa. Kuinka tämä vaikuttaa veden jäätymispiste?
Oletetaan natriumkloridia hajoaa täysin vedessä.
Annetaan: veden tiheys lämpötilassa 35 ° C = 0,994 g / ml
Kf vesi = 1,86 ° C kg / mol
Ratkaisu:
Löytääksesi lämpötilan muutoskorkeus liuottimella liuotettuna, käytä jäätymispisteen laskuyhtälöä:
AT = iKfm
missä
ΔT = lämpötilan muutos, ° C
i = van 't Hoff-kerroin
Kf= molaalin jäätymispisteen lasku vakio tai kryoskooppivaki, ° C kg / mol
m = liuenneen aineen molaarisuus mol-liuenneena / kg liuotinta.
Vaihe 1 Laske NaCl: n molaarisuus
NaCl: n molaarisuus (m) = NaCl-moolit / kg vettä
Alkaen jaksollinen järjestelmä, etsi elementtien atomimassat:
atomimassa Na = 22,99
atomismassa Cl = 35,45
moolia NaCl = 31,65 g x 1 mol / (22,99 + 35,45)
moolia NaCl: tä = 31,65 g x 1 mol / 58,44 g
moolia NaCl = 0,542 mol
kg vettä = tiheys x tilavuus
kg vettä = 0,994 g / ml x 220 ml x 1 kg / 1000 g
kg vettä = 0,219 kg
mNaCl: = moolia NaCl / kg vettä
mNaCl: = 0,542 mol / 0,219 kg
mNaCl: = 2,447 mol / kg
Vaihe 2 Määritä van 't Hoff -kerroin
Van 't Hoff-kerroin, i, on vakio, joka liittyy liuottimen dissosiaatio- määrään liuottimessa. Aineille, jotka eivät hajoa vedessä, kuten sokerille, i = 1. Liuenneille aineille, jotka täysin dissosioituvat kaksi ionia, i = 2. Tässä esimerkissä NaCI hajoaa täysin kahteen ioniin, Na+ ja Cl-. Siksi i = 2 tässä esimerkissä.
Vaihe 3 Löydä ΔT
AT = iKfm
AT = 2 x 1,86 ° C kg / mol x 2,447 mol / kg
AT = 9,21 ° C
Vastaus:
31,65 g NaCl: n lisääminen 220,0 ml: aan vettä alentaa jäätymispistettä 9,21 ° C.