fryspunkt Depression
introduktion
Nonelektrolyter är ämnen utan joner, endast molekyler. Starka elektrolyter, å andra sidan, består mestadels av jonföreningar, och i huvudsak alla lösliga jonföreningar bildar elektrolyter. Därför, om vi kan fastställa att det ämne som vi arbetar med är enhetligt och inte är joniskt, är det säkert att anta att vi arbetar med en icke-elektrolyt, och vi kan försöka lösa detta problem med hjälp av våra formler., Detta kommer sannolikt att vara fallet för alla problem du stöter på i samband med fryspunkten depression och kokpunkten höjd i denna kurs, men det är en bra idé att hålla utkik efter joner. Det är värt att nämna att dessa ekvationer fungerar för både flyktiga och icke-flyktiga lösningar. Detta innebär att för att bestämma fryspunkten depression eller kokpunktshöjning påverkar ångtrycket inte temperaturförändringen. Kom också ihåg att ett rent lösningsmedel är en lösning som inte har något extra tillsatt eller upplöst i det., Vi kommer att jämföra egenskaperna hos det rena lösningsmedlet med dess nya egenskaper när det läggs till en lösning.
att lägga till lösningar till en idealisk lösning resulterar i en positiv ΔS, en ökning av entropi. På grund av detta kommer den nyligen förändrade lösningens kemiska och fysikaliska egenskaper också att förändras. De egenskaper som genomgår förändringar på grund av tillsats av lösningsmedel till ett lösningsmedel är kända som kolligativa egenskaper. Dessa egenskaper är beroende av antalet tillsatta lösningar, inte på deras identitet., Två exempel på kolligativa egenskaper är kokpunkt och fryspunkt: på grund av tillsats av lösningsmedel tenderar kokpunkten att öka och fryspunkten tenderar att minska.
fryspunkten och kokpunkten för ett rent lösningsmedel kan ändras när det tillsätts till en lösning. När detta inträffar kan fryspunkten för det rena lösningsmedlet bli lägre och kokpunkten kan bli högre., I vilken utsträckning dessa ändringar inträffar kan hittas med hjälp av formlerna:
\
\
om lösningen för proportionalitetskonstanten inte är det slutliga målet för problemet, kommer dessa värden sannolikt att ges. Några vanliga värden för \(k_f\) respektive \(k_b\) är:
| lösningsmedel | \(k_f\) | \(k_b\) |
|---|---|---|
| vatten | 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., Var försiktig så att du inte använder hela lösningens massa. Ofta kommer problemet att ge dig temperaturförändringen och proportionalitetskonstanten, och du måste hitta molaliteten först för att få ditt slutliga svar.
lösningen, för att den ska kunna utöva någon förändring av kolligativa egenskaper, måste uppfylla två villkor. För det första får det inte bidra till lösningens ångtryck, och för det andra måste det förbli suspenderat i lösningen även under fasförändringar., Eftersom lösningsmedlet inte längre är rent med tillsats av lösningsmedel kan vi säga att lösningsmedlets kemiska potential är lägre. Kemisk potential är den molära Gibb ” S energi som en mol av lösningsmedel kan bidra till en blandning. Ju högre lösningsmedlets kemiska potential är desto mer kan den driva reaktionen framåt. Följaktligen kommer lösningsmedel med högre kemiska potentialer också att ha högre ångtryck.,
kokpunkten nås när den kemiska potentialen hos det rena lösningsmedlet, en vätska, når den kemiska potentialen hos ren ånga. På grund av minskningen av den kemiska potentialen hos blandade lösningsmedel och lösningsmedel observerar vi denna korsning vid högre temperaturer. Med andra ord kommer kokpunkten för det orena lösningsmedlet att vara vid en högre temperatur än för det rena flytande lösningsmedlet., Således uppstår kokpunktshöjning med en temperaturökning som kvantifieras med hjälp av
\
där
- \(K_b\) är känd som ebullioscopic konstant och
- \(m\) är lösningens molalitet.
fryspunkt nås när den kemiska potentialen hos det rena flytande lösningsmedlet når den för det rena fasta lösningsmedlet. Återigen, eftersom vi har att göra med blandningar med minskad kemisk potential, förväntar vi oss att fryspunkten ändras., Till skillnad från kokpunkten kräver den kemiska potentialen hos det orena lösningsmedlet en kallare temperatur för att den ska nå den kemiska potentialen hos det rena fasta lösningsmedlet. Därför observeras en fryspunkt depression.
