depresja punktu zamarzania
wstęp
Nieelektrolity to substancje bez jonów, tylko cząsteczki. Z drugiej strony silne elektrolity składają się głównie ze związków jonowych, a zasadniczo wszystkie rozpuszczalne związki jonowe tworzą elektrolity. Dlatego, jeśli możemy ustalić, że substancja, z którą pracujemy, jest jednolita i nie jest jonowa, można bezpiecznie założyć, że pracujemy z nieelektrolitem i możemy próbować rozwiązać ten problem za pomocą naszych formuł., Najprawdopodobniej będzie to miało miejsce w przypadku wszystkich problemów związanych z obniżeniem temperatury zamarzania i podwyższeniem temperatury wrzenia w tym kursie, ale dobrze jest mieć oko na jony. Warto wspomnieć, że równania te działają zarówno dla rozwiązań lotnych, jak i nieulotnych. Oznacza to, że w celu określenia obniżenia temperatury zamarzania lub podniesienia temperatury wrzenia ciśnienie pary nie wpływa na zmianę temperatury. Należy również pamiętać, że czysty rozpuszczalnik to roztwór, który nie miał nic dodatkowego dodanego do niego lub rozpuszczonego w nim., Będziemy porównywać właściwości tego czystego rozpuszczalnika z jego nowymi właściwościami po dodaniu do roztworu.
dodanie lutów do idealnego roztworu powoduje dodatni ΔS, wzrost entropii. Z tego powodu, nowo zmieniony roztwór ” S właściwości chemiczne i fizyczne również ulegnie zmianie. Właściwości, które ulegają zmianom z powodu dodawania substancji rozpuszczalnych do rozpuszczalnika są znane jako właściwości koligacyjne. Właściwości te zależą od liczby dodanych lutów, a nie od ich tożsamości., Dwa przykłady właściwości koligacyjnych to temperatura wrzenia i temperatura zamarzania: ze względu na dodanie substancji rozpuszczonych, temperatura wrzenia ma tendencję do wzrostu, a temperatura zamarzania ma tendencję do spadku.
temperatura zamarzania i temperatura wrzenia czystego rozpuszczalnika można zmienić po dodaniu do roztworu. Gdy to nastąpi, temperatura zamarzania czystego rozpuszczalnika może stać się niższa, a temperatura wrzenia może stać się wyższa., Zakres, w jakim te zmiany zachodzą, można znaleźć za pomocą wzorów:
\
\
Jeśli rozwiązanie dla stałej proporcjonalności nie jest ostatecznym celem problemu, wartości te najprawdopodobniej zostaną podane. Niektóre wspólne wartości odpowiednio dla \(K_f\) i \(K_b\) to:
| \(k_f\) | \(k_b\) | |
|---|---|---|
| woda | 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., Należy uważać, aby nie wykorzystać masy całego roztworu. Często problem da Ci zmianę temperatury i stałą proporcjonalności, A Najpierw musisz znaleźć molalność, aby uzyskać ostateczną odpowiedź.
rozpuszczona, aby mogła wywierać jakąkolwiek zmianę na właściwości koligacyjne, musi spełniać dwa warunki. Po pierwsze, nie może przyczyniać się do ciśnienia pary roztworu, a po drugie, musi pozostać zawieszony w roztworze nawet podczas zmian fazowych., Ponieważ rozpuszczalnik nie jest już czysty z dodatkiem substancji rozpuszczonych, możemy powiedzieć, że potencjał chemiczny rozpuszczalnika jest niższy. Potencjał chemiczny to energia molowa, którą jeden mol rozpuszczalnika jest w stanie wnieść do mieszaniny. Im większy jest potencjał chemiczny rozpuszczalnika, tym bardziej jest on w stanie prowadzić reakcję do przodu. W związku z tym rozpuszczalniki o wyższym potencjale chemicznym będą również miały wyższe ciśnienie pary.,
temperatura wrzenia osiąga się, gdy potencjał chemiczny czystego rozpuszczalnika, cieczy, osiągnie potencjał chemiczny czystej pary. Ze względu na spadek potencjału chemicznego mieszanych rozpuszczalników i substancji rozpuszczonych obserwujemy to przecięcie w wyższych temperaturach. Innymi słowy, temperatura wrzenia nieczystego rozpuszczalnika będzie wyższa niż temperatura czystego ciekłego rozpuszczalnika., Tak więc podwyższenie temperatury wrzenia następuje ze wzrostem temperatury, który jest oznaczany za pomocą
\
gdzie
- \(K_b\) jest znana jako stała ebullioskopowa, a
- \(m\) jest molalnością substancji rozpuszczonej.
temperatura zamarzania osiąga się, gdy potencjał chemiczny czystego ciekłego rozpuszczalnika osiągnie potencjał czystego stałego rozpuszczalnika. Ponownie, ponieważ mamy do czynienia z mieszaninami o zmniejszonym potencjale chemicznym, oczekujemy zmiany punktu zamarzania., W przeciwieństwie do temperatury wrzenia, potencjał chemiczny nieczystego rozpuszczalnika wymaga zimniejszej temperatury, aby osiągnąć potencjał chemiczny czystego stałego rozpuszczalnika. Dlatego obserwuje się obniżenie temperatury zamarzania.
