Frysepunktdepression er en af stoffets kolligative egenskaber, hvilket betyder, at det påvirkes af antallet af partikler, ikke af den kemiske identitet af partiklerne eller deres masse. Når der tilsættes et opløsningsmiddel til et opløsningsmiddel, sænkes dens frysepunkt fra den oprindelige værdi af det rene opløsningsmiddel. Det betyder ikke noget, om opløsningen er en væske, gas eller fast stof. F.eks. Forekommer frysepunktdepression, når enten salt eller alkohol tilsættes vand. Faktisk kan opløsningsmidlet også være en hvilken som helst fase. Frysepunktdepression forekommer også i faste, faste blandinger.
Frysepunktdepression beregnes ved hjælp af Raoults lov og Clausius-Clapeyron ligningen til at skrive en ligning kaldet Blagden's Law. I en ideel opløsning afhænger frysepunktdepression kun af opløst koncentration.
31,65 g natriumchlorid sættes til 220,0 ml vand ved 34 ° C. Hvordan påvirker dette frysepunkt for vandet?
Antag, at natriumchlorid adskiller sig fuldstændigt i vandet.
Givet: massefylde af vand ved 35 ° C = 0,994 g / ml
Kf vand = 1,86 ° C kg / mol
Løsning:
At finde temperaturændring højde af et opløsningsmiddel ved hjælp af et opløsningsmiddel, anvend frysepunktets depression ligning:
ΔT = iKfm
hvor
ΔT = Skift i temperatur i ° C
i = van 't Hoff-faktor
Kf= molal frysepunktdepression konstant eller kryoskopisk konstant i ° C kg / mol
m = molalitet af opløsningen i mol opløst stof / kg opløsningsmiddel.
Trin 1 Beregn molaliteten af NaCl
molalitet (m) NaCl = mol NaCl / kg vand
Fra periodiske system, find atomernes masser af elementerne:
atommasse Na = 22,99
atommasse Cl = 35,45
mol NaCl = 31,65 g x 1 mol / (22,99 + 35,45)
mol NaCl = 31,65 g x 1 mol / 58,44 g
mol NaCl = 0,542 mol
kg vand = densitet x volumen
kg vand = 0,994 g / ml x 220 ml x 1 kg / 1000 g
kg vand = 0,219 kg
mNaCl = mol NaCl / kg vand
mNaCl = 0,542 mol / 0,219 kg
mNaCl = 2,477 mol / kg
Trin 2 Bestem van 't Hoff-faktoren
Van 't Hoff-faktoren, i, er en konstant forbundet med mængden af dissociation af opløsningen i opløsningsmidlet. For stoffer, der ikke dissocieres i vand, såsom sukker, er i = 1. For opløsningsmidler, der helt adskiller sig i to ioner, i = 2. I dette eksempel dissocieres NaCl fuldstændigt til de to ioner, Na+ og Cl-. Derfor er i = 2 for dette eksempel.
Trin 3 Find ΔT
ΔT = iKfm
ΔT = 2 x 1,86 ° C kg / mol x 2,477 mol / kg
ΔT = 9,21 ° C
Svar:
Tilsætning af 31,65 g NaCl til 220,0 ml vand sænker frysepunktet med 9,21 ° C.