Kiinteän ja nestemäisen tai kahden nesteen seoksessa pääkomponentti edustaa liuotinta ja pienikomponentti edustaa liukenevaa ainetta. Liuenneen aineen läsnäolo aiheuttaa jäätymispisteen alenemisen ilmiön liuottimessa, jolloin liuottimen jäätymispiste seoksessa muuttuu pienemmäksi kuin puhtaan liuottimen jäätymispiste. Jäätymispisteen alenema lasketaan delta (T) = Km: n mukaisesti, jossa K edustaa liuottimen jäätymispisteen alenemisvakiota ja m edustaa liuoksen molaalisuutta. Molaalisuus edustaa tässä tapauksessa liuenneiden hiukkasten moolia kilogrammaa liuotinta kohti. Kemistit määrittävät liuenneiden hiukkasten moolit jakamalla liuenneen aineen massa sen molekyylillä paino, määritettynä lisäämällä kaikkien kemikaalissa olevien atomien atomimassat kaava.
Tunnista seos liuennut aine ja liuotin. Määritelmän mukaan liuotettu aine edustaa yhdistettä, joka on läsnä pienemmässä määrin. Esimerkiksi seokselle, jossa on 10 grammaa natriumkloridia (suolaa) liuotettuna 100 grammaan vettä, natriumkloridi edustaa liuotinta.
Määritä liuenneen aineen kaavan paino tai molekyylipaino lisäämällä yhteen kaikkien liuenneen aineen kemiallisen kaavan atomien painot. Natriumkloridi sisältää yhden natriumatomin ja yhden klooriatomin, ja natriumin ja kloorin alkuaineiden jaksollisen taulukon atomipainot ovat vastaavasti 22,99 ja 35,45. Sen kaavan paino on siis (1 x 22,99) + (1 x 35,45), mikä on 58,44.
Laske liuenneen aineen moolit jakamalla liuenneen aineen grammat sen kaavan painolla. Jatkamalla edellistä esimerkkiä natriumkloridista, 10 grammaa / 58,44 tai 0,171 mol natriumkloridia.
Määritä hiukkasten moolit kertomalla liuenneen aineen moolit liuoksen liukenemisessa syntyvien hiukkasten lukumäärällä. Molekyyliaineille, joilla on kovalenttisia sidoksia, kuten sokeri, kukin kaava edustaa yhtä molekyyliä tai hiukkaa liuoksessa. Ioniyhdisteet, kuten natriumkloridi, tuottavat kuitenkin kaksi tai useampia hiukkasia kaavan yksikköä kohti. Voit tunnistaa ioniset yhdisteet helposti, koska ne koostuvat aina metallista ja ei-metallista, kun taas molekyyliyhdisteet, kuten sokeri, sisältävät vain ei-metalleja. Yhdiste, kuten kalsiumkloridi, tuottaisi kolme hiukkasia. Esimerkiksi 10 grammaa natriumkloridia (0,171 moolia NaCl) x (2 hiukkaa kaavaa kohti) tai 0,342 moolia hiukkasia.
Määritetään liuoksen molaalisuus jakamalla hiukkasten moolit liuottimen massalla kilogrammoina. Edellisessä esimerkissä valmistettu liuos sisälsi 10 grammaa natriumkloridia liuotettuna 100 grammaan vettä. Koska yksi kilogramma sisältää 1000 grammaa, 100 grammaa vettä edustaa 0,100 kilogrammaa vettä. Käytä online-muunnostyökalua, jos haluat muuntaa liuottimen massan tarvittaessa kilogrammoiksi. 10 gramman natriumkloridin hiukkasmolaalisuus 100 grammassa vettä on siis 0,342 / 0,100 tai 3,42 mol / kg.
Katso jäätymispisteen masennusvakioiden taulukosta liuottimen jäätymispisteen masennusvakio K. Esimerkiksi veden K on 1,86 astetta C / mooli.
Lasketaan liuottimen jäätymispisteen lasku, delta (T) kertomalla sen K-arvo luvulla liuenneen aineen molaalisuus: delta (T) = Km. Jatkamalla edellistä esimerkkiä, delta (T) = 3,42 x 1,86 tai 6,36 astetta C.
Määritä seoksen jäätymispiste vähentämällä delta (T) puhtaan liuottimen jäätymispisteestä. Useimmat jäätymispisteen masennusvakioiden taulukot antavat myös puhtaan liuottimen jäätymispisteen - joskus luetellaan sulamispisteeksi. Veden jäätymispiste on 0 astetta C. 100 gramman veden jäätymispiste, joka sisältää 10 grammaa natriumkloridia, on siis 0 - 6,36 tai -6,36 astetta C.
Tarvittavat asiat
- Elementtien jaksollinen taulukko
- Taulukko jäätymispisteen masennusvakioista