नमक के घोल की तुलना में पानी का हिमांक बिंदु

जब एक विलायक जम जाता है, तो उस विलायक के कण अधिक क्रमित हो जाते हैं। इन कणों पर कार्य करने वाले अंतर-आणविक बल अधिक "स्थायी" हो जाते हैं क्योंकि कण अब एक साथ करीब हैं। उदाहरण के लिए, जब पानी बर्फ में जम जाता है, तो हाइड्रोजन बांड जो पानी को इसके कई अनूठे गुण देते हैं, बर्फ की संरचना में निहित अणुओं का एक षट्कोणीय आकार का नेटवर्क बनाते हैं।

तो क्या होता है जब पानी या शुद्ध विलायक में एक विलेय मिलाया जाता है? विलेय के जुड़ने से विलायक के अणुओं का क्रम बाधित होता है। इसका मतलब है कि इसे जमने के लिए घोल से अधिक ऊर्जा निकालनी होगी।

उदाहरण के लिए, जब पानी में नमक मिलाया जाता है, तो पानी में परिणामी आयन जमने पर बने हाइड्रोजन बांड के सामान्य नेटवर्क को बाधित कर देते हैं। परिणामस्वरूप, विलयन का हिमांक शुद्ध विलायक की तुलना में कम होता है। इसे हिमांक बिंदु अवसाद कहते हैं।

हिमांक में कमी विलेय की मोललता के सीधे आनुपातिक है:

इस समीकरण में, K_एफ मोलल हिमांक अवनमन स्थिरांक है, और m विलेय की मोललता है। याद कीजिए, मोललिटी विलायक के प्रति किलो विलेय के मोल की संख्या है। वान्ट हॉफ कारक वह है जो विलेय के प्रत्येक घुले हुए अणु के विलयन में आयनों की संख्या से संबंधित है। उदाहरण के लिए, यह NaCl के लिए 2 होगा।

मूल रूप से, इसका मतलब है कि जितना अधिक विलेय होता है, ठंड के तापमान में उतनी ही अधिक कमी होती है।

हिमांक अवनमन शुद्ध विलायक के हिमांक को प्रश्न में समाधान के हिमांक को घटाकर परिभाषित किया जाता है:

यह आपको यह पता लगाने की अनुमति देता है कि शुद्ध विलायक की तुलना में नया हिमांक क्या है।

हिमांक बिंदु अवसाद के दो सबसे आम वास्तविक विश्व अनुप्रयोग हैं सर्दियों में एंटीफ्ीज़ और नमकीन सड़कें।

एथिलीन ग्लाइकॉल एक यौगिक है जिसका उपयोग अक्सर एंटीफ्ीज़ में किया जाता है क्योंकि जब इसे पानी में मिलाया जाता है, तो पानी का हिमांक कम हो जाता है। इससे यह सुनिश्चित करने में मदद मिल सकती है कि आपकी कार के रेडिएटर में पानी जम नहीं जाएगा।

जब सर्दियों में सड़क पर नमक डाला जाता है, तो बर्फ कम तापमान पर पिघल जाएगी, जिससे यह सुरक्षित हो जाएगी क्योंकि सड़क पर उतनी बर्फ नहीं होगी।

निम्नलिखित उदाहरण पर एक नज़र डालें, जो दर्शाता है कि कैसे पानी में नमक मिलाने से घोल का हिमांक कम हो जाएगा।

उस विलयन का हिमांक तापमान क्या है जिसमें 1 किलोग्राम पानी में 100 ग्राम NaCl मिलाया गया है? दूसरे शब्दों में, खारे पानी का हिमांक क्या है?

आप निम्न समीकरण का उपयोग कर सकते हैं:

कश्मीर_एफ पानी के लिए 1.86 °C/m है। यह संख्या किसी तालिका में पाई जा सकती है जैसे कि पहले संदर्भ में एक। चूँकि NaCl दो आयनों में वियोजित हो जाता है, वान्ट हॉफ गुणक 2 होता है। अंत में, आपको समाधान की मोललिटी की गणना करने की आवश्यकता है।

ऐसा करने के लिए आपको सबसे पहले NaCl के ग्राम को मोल्स में बदलना होगा:

अब, आपको मोललिटी खोजने के लिए NaCl के मोल को विलायक के द्रव्यमान से विभाजित करने की आवश्यकता होगी:

इसके बाद, आप इसे निम्न समीकरण में प्लग कर सकते हैं:

इसलिए:

जैसे की,

अब, आप समाधान के नए हिमांक को खोजने के लिए हिमांक बिंदु अवसाद समीकरण का उपयोग कर सकते हैं। (याद रखें, शुद्ध पानी का हिमांक 0°C होता है।)

इसलिए:

इस प्रकार, 1 किलोग्राम पानी में 100 ग्राम नमक मिलाने से हिमांक घटकर -6.4°C हो जाएगा।

• किसी विलयन का हिमांक सदैव शुद्ध विलायक के हिमांक से कम होता है। इसका मतलब यह है कि घोल को जमने के लिए कम तापमान पर लाया जाना चाहिए। इसका मतलब यह भी है कि शुद्ध विलायक की तुलना में कम तापमान पर पिघलना होता है।