В смес от твърдо вещество и течност или две течности главният компонент представлява разтворителя, а второстепенният компонент представлява разтвореното вещество. Присъствието на разтвореното вещество предизвиква явлението на понижаване на точката на замръзване в разтворителя, където точката на замръзване на разтворителя в сместа става по-ниска от тази на чистия разтворител. Депресията на точката на замръзване се изчислява според делта (T) = Km, където K представлява константата на депресия на точката на замръзване на разтворителя, а m представлява молалността на разтвора. В този случай моларността представлява моловете на разтворените частици на килограм разтворител. Химиците определят моловете на разтворените частици, като разделят масата на разтвореното вещество на неговата молекула тегло, определено чрез събиране на атомните маси на всички атоми в неговия химикал формула.
Идентифицирайте разтвореното вещество и разтворителя в сместа. По дефиниция разтвореното вещество представлява съединението, присъстващо в по-малко количество. Например, за смес от 10 грама натриев хлорид (сол), разтворена в 100 грама вода, натриевият хлорид представлява разтвореното вещество.
Определете теглото на формулата или молекулното тегло на разтвореното вещество, като добавите атомните тегла на всички атоми в химическата формула на разтвореното вещество. Натриевият хлорид съдържа един натриев атом и един хлорен атом, а атомните тегла от периодичната таблица на елементите за натрий и хлор са съответно 22,99 и 35,45. Следователно теглото му с формула е (1 x 22,99) + (1 x 35,45), което е 58,44.
Изчисляват се моловете на разтвореното вещество, като грамовете на разтвореното вещество се разделят на неговата формула. Продължавайки предишния пример за натриев хлорид, 10 грама / 58,44 или 0,171 мола натриев хлорид.
Определете моловете на частиците, като умножите молите на разтвореното вещество по броя на частиците, създадени при разтварянето на разтвореното вещество. За молекулни вещества с ковалентни връзки, като захар, всяка формула представлява една молекула или частица в разтвора. Въпреки това, йонни съединения като натриев хлорид произвеждат две или повече частици на формула. Можете лесно да идентифицирате йонните съединения, защото те винаги се състоят от метал и неметал, докато молекулните съединения като захар съдържат само неметали. Съединение като калциев хлорид би произвело три частици. Например 10 грама натриев хлорид (0,171 мола NaCl) х (2 частици на формула) или 0,342 мола частици.
Определете моларността на разтвора, като молите частици се разделят на масата на разтворителя в килограми. В предишния пример приготвеният разтвор съдържа 10 грама натриев хлорид, разтворен в 100 грама вода. Тъй като 1 килограм съдържа 1000 грама, 100 грама вода представляват 0,100 килограма вода. Използвайте инструмента за онлайн преобразуване, за да конвертирате масата на разтворителя в килограми, ако е необходимо. Следователно моларността на частиците от 10 грама натриев хлорид в 100 грама вода е 0,342 / 0,100, или 3,42 мола на килограм.
Обърнете се към таблица на константите на депресията на точката на замръзване, за да определите константата на депресия на точката на замръзване, K, на разтворителя. K водата, например, е 1,86 градуса С на молал.
Изчислете депресията на точката на замръзване, делта (T), на разтворителя, като умножите неговата стойност K по молалност на разтвореното вещество: делта (T) = Km. Продължавайки предишния пример, делта (Т) = 3,42 х 1,86 или 6,36 градуса C.
Определете точката на замръзване на сместа, като извадите делта (Т) от точката на замръзване на чистия разтворител. Повечето таблици с константи на депресия в точката на замръзване също ще предоставят точката на замръзване - понякога посочена като точка на топене - на чистия разтворител. В случай на вода, точката на замръзване е 0 градуса C. Точката на замръзване на 100 грама вода, съдържаща 10 грама натриев хлорид, следователно е 0 - 6,36, или -6,36 градуса С.
Неща, от които ще се нуждаете
- Периодична таблица на елементите
- Таблица на константите на депресията в точката на замръзване