Külmumistemperatuuri langus on üks aine kollageensetest omadustest, mis tähendab, et seda mõjutab osakeste arv, mitte osakeste keemiline identiteet või nende mass. Kui lahustile lisatakse lahust, alandatakse selle külmumistemperatuuri puhta lahusti algväärtusest. Pole tähtis, kas lahustunud aine on vedelik, gaas või tahke aine. Näiteks tekib külmumistemperatuuri langus, kui veele lisatakse kas soola või alkoholi. Tegelikult võib lahustiks olla ka ükskõik milline faas. Külmumistemperatuuri langus toimub ka tahke-tahke segu korral.
Külmumistemperatuuri languse arvutamiseks kasutatakse Raoult 'seadust ja Clausius-Clapeyroni võrrandit, et kirjutada võrrand nimega Blagdeni seadus. Ideaalse lahenduse korral sõltub külmumistemperatuuri langus ainult lahuse kontsentratsioonist.
220,0 ml veele temperatuuril 34 ° C lisatakse 31,65 g naatriumkloriidi. Kuidas see mõjutab vee külmumispunkt?
Oletame naatriumkloriid hajub vees täielikult.
Antud: vee tihedus temperatuuril 35 ° C = 0,994 g / ml
Kf vesi = 1,86 ° C kg / mol
Lahendus:
Et leida temperatuuri muutuse tõus lahusti kasutamisel lahustunud ainega, kasutage külmumistemperatuuri langusvõrrandit:
ΔT = iKfm
kus
ΔT = temperatuuri muutus ° C-s
i = van Hoffi tegur
Kf= molaali külmumistemperatuuri langus konstantne või krüoskoopiline konstant ° C kg / mol
m = lahustunud aine molaarsus lahustunud molaarides / kg lahustis.
Samm 1 Arvutage NaCl molaarsus
NaCl molaarsus (m) = NaCl mooli / kg vee kohta
Alates perioodilisustabel, leidke elementide aatommassid:
aatommass Na = 22,99
aatommass Cl = 35,45
mooli NaCl = 31,65 g x 1 mol / (22,99 + 35,45)
mooli NaCl = 31,65 g x 1 mol / 58,44 g
mooli NaCl = 0,542 mol
kg vett = tihedus x maht
kg vett = 0,994 g / ml x 220 ml x 1 kg / 1000 g
kg vett = 0,219 kg
mNaCl = mooli NaCl / kg vee
mNaCl = 0,542 mol / 0,219 kg
mNaCl = 2,447 mol / kg
2. samm Määrake van 't Hoffi tegur
Van 't Hoffi faktor, i, on konstant, mis on seotud lahustunud aine dissotsieerumisega lahustis. Ainete puhul, mis vees ei haju, näiteks suhkur, i = 1. Lahustunud ainete jaoks, mis täielikult eralduvad kaks iooni, i = 2. Selle näite korral dissotsieerub NaCl täielikult kaheks iooniks, Na+ ja Cl-. Seetõttu on selle näite korral i = 2.
3. samm Leida ΔT
ΔT = iKfm
AT = 2 x 1,86 ° C kg / mol x 2,477 mol / kg
AT = 9,21 ° C
Vastus:
31,65 g NaCl lisamine 220,0 ml veele alandab külmumistemperatuuri 9,21 ° C võrra.