frysepunkt Depression
introduktion
Nonelectrolytes er stoffer uden ioner, kun molekyler. Stærke elektrolytter er derimod hovedsagelig sammensat af ioniske forbindelser, og i det væsentlige danner alle opløselige ionforbindelser elektrolytter. Derfor, hvis vi kan fastslå, at det stof, vi arbejder med, er ensartet og ikke ionisk, det er sikkert at antage, at vi arbejder med en nonelectrolyte, og vi kan forsøge at løse dette problem ved hjælp af vores formler., Dette vil sandsynligvis være tilfældet for alle problemer, du støder på i forbindelse med frysepunktsdepression og kogepunktshøjde på dette kursus, men det er en god ide at holde øje med ioner. Det er værd at nævne, at disse ligninger virker for både Flygtige og ikke-flygtige løsninger. Dette betyder, at damptrykket for at bestemme frysepunktsdepression eller kogepunktshøjde ikke påvirker temperaturændringen. Husk også, at et rent opløsningsmiddel er en opløsning, der ikke har fået noget ekstra tilsat eller opløst i det., Vi vil sammenligne egenskaberne af det rene opløsningsmiddel med dets nye egenskaber, når det tilsættes til en opløsning.
tilføjelse af opløste stoffer til en ideel løsning resulterer i en positivss, en stigning i entropi. På grund af dette vil den nyligt ændrede løsning”s kemiske og fysiske egenskaber også ændre sig. De egenskaber, der undergår ændringer på grund af tilsætning af opløste stoffer til et opløsningsmiddel, er kendt som kolligative egenskaber. Disse egenskaber afhænger af antallet af tilføjede opløste stoffer, ikke af deres identitet., To eksempler på kolligative egenskaber er kogepunkt og frysepunkt: på grund af tilsætning af opløste stoffer har kogepunktet en tendens til at stige, og frysepunktet har en tendens til at falde.
frysepunktet og kogepunktet for et rent opløsningsmiddel kan ændres, når det tilsættes til en opløsning. Når dette sker, kan frysepunktet for det rene opløsningsmiddel blive lavere, og kogepunktet kan blive højere., Omfanget af disse ændringer kan findes ved hjælp af formlerne:
\
\
Hvis løsning for proportionalitetskonstanten ikke er det endelige mål for problemet, vil disse værdier sandsynligvis blive givet. Nogle fælles værdier for \(K_f\) og \(K_b\) henholdsvis er:
| Opløsningsmiddel | \(K_f\) | \(K_b\) |
|---|---|---|
| Vand | 1.,86 | .512 |
| Acetic acid | 3.90 | 3.07 |
| Benzene | 5.12 | 2.53 |
| Phenol | 7.27 | 3.56 |
Molality is defined as the number of moles of solute per kilogram solvent., Pas på ikke at bruge massen af hele opløsningen. Ofte vil problemet give dig temperaturændringen og proportionalitetskonstanten, og du skal først finde molaliteten for at få dit endelige svar.
det opløste stof skal opfylde to betingelser for at det kan udøve nogen ændring på kolligative egenskaber. For det første må det ikke bidrage til opløsningens damptryk, og for det andet skal det forblive suspenderet i opløsningen, selv under faseændringer., Fordi opløsningsmidlet ikke længere er rent med tilsætning af opløste stoffer, kan vi sige, at opløsningsmidlets kemiske potentiale er lavere. Kemisk potentiale er den molære Gibb ” s energi, at en mol opløsningsmiddel er i stand til at bidrage til en blanding. Jo højere et opløsningsmiddels kemiske potentiale er, desto mere er det i stand til at drive reaktionen fremad. Derfor vil opløsningsmidler med højere kemiske potentialer også have højere damptryk.,
kogepunktet nås, når det kemiske potentiale for det rene opløsningsmiddel, en væske, når det kemiske potentiale for ren damp. På grund af faldet i det kemiske potentiale for blandede opløsningsmidler og opløste stoffer observerer vi dette kryds ved højere temperaturer. Med andre ord vil kogepunktet for det urene opløsningsmiddel være ved en højere temperatur end det rene flydende opløsningsmiddel., Således forekommer kogepunktshøjde med en temperaturstigning, der kvantificeres under anvendelse af
\
hvor
- \(K_b\) er kendt som den ebullioskopiske konstant og
- \(m\) er molaliteten af det opløste stof.
frysepunktet nås, når det kemiske potentiale af det rene flydende opløsningsmiddel når det rene faste opløsningsmiddels kemiske potentiale. Igen, da vi har at gøre med blandinger med nedsat kemisk potentiale, forventer vi, at frysepunktet ændrer sig., I modsætning til kogepunktet kræver det kemiske potentiale i det urene opløsningsmiddel en koldere temperatur for at nå det kemiske potentiale i det rene faste opløsningsmiddel. Derfor observeres en frysepunktsdepression.
