Depresia punctului de congelare este una dintre proprietățile coligative ale materiei, ceea ce înseamnă că este afectată de numărul de particule, nu de identitatea chimică a particulelor sau de masa acestora. Când se adaugă un solut la un solvent, punctul său de îngheț este scăzut de la valoarea inițială a solventului pur. Nu contează dacă solutul este un lichid, gaz sau solid. De exemplu, depresia punctului de congelare apare atunci când se adaugă sare sau alcool în apă. De fapt, solventul poate fi și orice fază. Depresia punctului de congelare apare și în amestecurile solid-solid.
Depresiunea punctelor de congelare se calculează folosind Legea lui Raoult și Ecuația lui Clausius-Clapeyron pentru a scrie o ecuație numită Legea lui Blagden. Într-o soluție ideală, depresiunea punctului de congelare depinde doar de concentrația de solut.
Se adaugă 31,65 g clorură de sodiu la 220,0 ml apă la 34 ° C. Cum va afecta acest lucru punctul de îngheț al apei?
Presupuneți clorura de sodiu se disociază complet în apă.
Date: densitatea apei la 35 ° C = 0,994 g / ml
Kf apă = 1,86 ° C kg / mol
Soluţie:
Pentru a găsi ridicarea schimbării temperaturii a unui solvent de către un solut, utilizați ecuația de depresie a punctului de congelare:
ΔT = iKfm
Unde
ΔT = Schimbarea temperaturii în ° C
i = van 't Hoff factor
Kf= depresiunea punctului de îngheț molal constantă sau constantă crioscopică în ° C kg / mol
m = molalitatea solutului în solut mol / kg solvent.
Pasul 1 Calculați molalitatea NaCl
molalitatea (m) de NaCl = moli de NaCl / kg apă
De la tabelul periodic, găsiți masele atomice ale elementelor:
masă atomică Na = 22,99
masa atomică Cl = 35,45
moli de NaCl = 31,65 g x 1 mol / (22,99 + 35,45)
moli de NaCl = 31,65 g x 1 mol / 58,44 g
moli de NaCl = 0,542 mol
kg apă = densitate x volum
kg apă = 0,994 g / ml x 220 ml x 1 kg / 1000 g
kg apă = 0,219 kg
mNaCl = moli de NaCl / kg apă
mNaCl = 0,542 mol / 0,219 kg
mNaCl = 2,477 mol / kg
Pasul 2 Determinați factorul van 't Hoff
Factorul van 't Hoff, i, este o constantă asociată cu cantitatea de disociere a solutului în solvent. Pentru substanțele care nu se disociează în apă, cum ar fi zahărul, i = 1. Pentru soluțiile care se disociază complet doi ioni, i = 2. Pentru acest exemplu, NaCl se disociază complet în cei doi ioni, Na+ și Cl-. Prin urmare, i = 2 pentru acest exemplu.
Pasul 3 Găsiți ΔT
ΔT = iKfm
ΔT = 2 x 1,86 ° C kg / mol x 2,477 mol / kg
ΔT = 9,21 ° C
Răspuns:
Adăugarea de 31,65 g de NaCl la 220,0 ml de apă va scădea punctul de îngheț cu 9,21 ° C.