In einer Mischung aus einem Feststoff und einer Flüssigkeit oder zwei Flüssigkeiten repräsentiert die Hauptkomponente das Lösungsmittel und die Nebenkomponente repräsentiert den gelösten Stoff. Die Anwesenheit des gelösten Stoffes induziert das Phänomen einer Gefrierpunktserniedrigung im Lösungsmittel, wobei der Gefrierpunkt des Lösungsmittels in der Mischung niedriger wird als der des reinen Lösungsmittels. Die Gefrierpunktserniedrigung wird gemäß Delta (T) = Km berechnet, wobei K die Gefrierpunktserniedrigungskonstante des Lösungsmittels darstellt und m die Molalität der Lösung darstellt. Die Molalität stellt in diesem Fall die Mole der gelösten Teilchen pro Kilogramm Lösungsmittel dar. Chemiker bestimmen die Mole gelöster Partikel, indem sie die Masse des gelösten Stoffes durch seine Molekülmasse dividieren Gewicht, bestimmt durch Addition der Atommassen aller Atome in seiner Chemikalie Formel.
Identifizieren Sie den gelösten Stoff und das Lösungsmittel in der Mischung. Definitionsgemäß stellt der gelöste Stoff die Verbindung dar, die in geringerer Menge vorhanden ist. Bei einer Mischung aus 10 Gramm Natriumchlorid (Salz), gelöst in 100 Gramm Wasser, stellt beispielsweise das Natriumchlorid den gelösten Stoff dar.
Bestimmen Sie das Formelgewicht oder das Molekulargewicht des gelösten Stoffes, indem Sie die Atomgewichte aller Atome in der chemischen Formel des gelösten Stoffes addieren. Natriumchlorid enthält ein Natriumatom und ein Chloratom, und die Atomgewichte aus dem Periodensystem der Elemente für Natrium und Chlor betragen 22,99 bzw. 35,45. Sein Formelgewicht beträgt daher (1 x 22,99) + (1 x 35,45), was 58,44 beträgt.
Berechnen Sie die Mole des gelösten Stoffes, indem Sie die Gramm des gelösten Stoffes durch sein Formelgewicht dividieren. Fortsetzung des vorherigen Beispiels von Natriumchlorid, 10 Gramm/58,44 oder 0,171 Mol Natriumchlorid.
Bestimmen Sie die Mole der Partikel, indem Sie die Mole des gelösten Stoffes mit der Anzahl der Partikel multiplizieren, die beim Auflösen des gelösten Stoffes entstehen. Bei molekularen Substanzen mit kovalenten Bindungen, wie Zucker, steht jede Formel für ein Molekül oder Partikel in der Lösung. Jedoch produzieren ionische Verbindungen wie Natriumchlorid zwei oder mehr Partikel pro Formeleinheit. Sie können ionische Verbindungen leicht identifizieren, da sie immer aus einem Metall und einem Nichtmetall bestehen, während molekulare Verbindungen wie Zucker nur Nichtmetalle enthalten. Eine Verbindung wie Calciumchlorid würde drei Partikel erzeugen. Zum Beispiel 10 Gramm Natriumchlorid (0,171 Mol NaCl) x (2 Partikel pro Formel) oder 0,342 Mol Partikel.
Bestimmen Sie die Molalität der Lösung, indem Sie die Mole der Partikel durch die Masse des Lösungsmittels in Kilogramm dividieren. Im vorherigen Beispiel enthielt die hergestellte Lösung 10 Gramm Natriumchlorid gelöst in 100 Gramm Wasser. Da 1 Kilogramm 1000 Gramm enthält, entsprechen 100 Gramm Wasser 0,100 Kilogramm Wasser. Verwenden Sie das Online-Umrechnungstool, um die Masse des Lösungsmittels bei Bedarf in Kilogramm umzurechnen. Die Partikelmolalität von 10 Gramm Natriumchlorid in 100 Gramm Wasser beträgt daher 0,342 / 0,100 oder 3,42 Mol pro Kilogramm.
Beziehen Sie sich auf eine Tabelle der Gefrierpunktserniedrigungskonstanten, um die Gefrierpunktserniedrigungskonstante K des Lösungsmittels zu bestimmen. Der K von Wasser beträgt beispielsweise 1,86 °C pro Molal.
Berechnen Sie die Gefrierpunktserniedrigung Delta (T) des Lösungsmittels, indem Sie seinen K-Wert mit dem multiplizieren Molalität des gelösten Stoffes: Delta (T) = Km. Fortsetzung des vorherigen Beispiels, Delta (T) = 3,42 x 1,86 oder 6,36 Grad C.
Bestimmen Sie den Gefrierpunkt der Mischung, indem Sie Delta (T) vom Gefrierpunkt des reinen Lösungsmittels subtrahieren. Die meisten Tabellen mit Konstanten der Gefrierpunktserniedrigung geben auch den Gefrierpunkt – manchmal als Schmelzpunkt aufgeführt – des reinen Lösungsmittels an. Bei Wasser liegt der Gefrierpunkt bei 0 Grad C. Der Gefrierpunkt von 100 Gramm Wasser mit 10 Gramm Natriumchlorid liegt daher bei 0 - 6,36 oder -6,36 Grad C.
Dinge, die du brauchen wirst
- Periodensystem der Elemente
- Tabelle der Konstanten der Gefrierpunktserniedrigung