Fryspunktdepression är en av materiens kolligativa egenskaper, vilket innebär att den påverkas av antalet partiklar, inte av partiklarnas kemiska identitet eller deras massa. När ett löst ämne tillsätts till ett lösningsmedel sänks dess fryspunkt från det ursprungliga värdet för det rena lösningsmedlet. Det spelar ingen roll om det lösta ämnet är en vätska, gas eller fast substans. Till exempel inträffar fryspunktsdepression när antingen salt eller alkohol sätts till vatten. I själva verket kan lösningsmedlet också vara vilken som helst fas. Fryspunktdepression förekommer också i fasta och fasta blandningar.
Fryspunktdepression beräknas med Raoults lag och Clausius-Clapeyron-ekvationen för att skriva en ekvation som kallas Blagden's Law. I en idealisk lösning beror fryspunktsdepression endast på koncentrationen av lösta ämnen.
31,65 g natriumklorid sättes till 220,0 ml vatten vid 34 ° C. Hur påverkar detta fryspunkten för vattnet?
Anta att natriumklorid dissocierar helt i vattnet.
Givet: vattendensitet vid 35 ° C = 0,994 g / ml
Kf vatten = 1,86 ° C kg / mol
Lösning:
Att hitta höjning av temperaturändring av ett lösningsmedel med ett löst ämne, använd frysningspunktens depression
ΔT = iKfm
var
ΔT = Temperaturförändring i ° C
i = van 't Hoff-faktor
Kf= molal fryspunkt depression konstant eller kryoskopisk konstant i ° C kg / mol
m = molalitet av det lösta ämnet i mol lösta / kg lösningsmedel.
Steg 1 Beräkna molaliteten hos NaCl
molalitet (m) NaCl = mol NaCl / kg vatten
Från periodiska systemet, hitta atommassorna för elementen:
atomisk massa Na = 22,99
atommassa 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 vatten = densitet x volym
kg vatten = 0,994 g / ml x 220 ml x 1 kg / 1000 g
kg vatten = 0,219 kg
mNaCl = mol NaCl / kg vatten
mNaCl = 0,542 mol / 0,219 kg
mNaCl = 2,477 mol / kg
Steg 2 Bestäm van-t Hoff-faktorn
Van 't Hoff-faktorn, i, är en konstant associerad med mängden dissociation av det lösta ämnet i lösningsmedlet. För ämnen som inte dissocieras i vatten, till exempel socker, i = 1. För lösta ämnen som helt dissocieras till två joner, i = 2. För detta exempel dissocieras NaCl fullständigt till de två jonerna, Na+ och Cl-. Därför är i = 2 för detta exempel.
Steg 3 Hitta ΔT
ΔT = iKfm
ΔT = 2 x 1,86 ° C kg / mol x 2,477 mol / kg
A = 9,21 ° C
Svar:
Att lägga till 31,65 g NaCl till 220,0 ml vatten sänker fryspunkten med 9,21 ° C.