混合物の凝固点を計算する方法

固体と液体の混合物、または2つの液体では、主成分は溶媒を表し、微量成分は溶質を表します。 溶質の存在は、混合物中の溶媒の凝固点が純粋な溶媒の凝固点よりも低くなる、溶媒の凝固点降下の現象を誘発します。 凝固点降下は、デルタ(T)= Kmに従って計算されます。ここで、Kは溶媒の凝固点降下定数を表し、mは溶液のモル濃度を表します。 この場合のモル濃度は、溶媒1キログラムあたりの溶質粒子のモル数を表します。 化学者は、溶質の質量をその分子で割ることにより、溶質粒子のモル数を決定します 化学物質中のすべての原子の原子量を合計して決定される重量 式。

混合物中の溶質と溶媒を特定します。 定義上、溶質は少量で存在する化合物を表します。 たとえば、100グラムの水に溶解した10グラムの塩化ナトリウム(塩)の混合物の場合、塩化ナトリウムは溶質を表します。

溶質の化学式に含まれるすべての原子の原子重量を合計して、溶質の式の重量または分子量を決定します。 塩化ナトリウムはナトリウム原子1個と塩素原子1個を含み、ナトリウムと塩素の元素の周期表からの原子質量はそれぞれ22.99と35.45です。 したがって、その式の重みは(1 x 22.99)+(1 x 35.45)、つまり58.44です。

溶質のグラムをその式の重量で割って、溶質のモル数を計算します。 塩化ナトリウムの前の例を続けると、10グラム/58.44、または0.171モルの塩化ナトリウム。

溶質のモル数に、溶質が溶解したときに生成される粒子の数を掛けて、粒子のモル数を決定します。 砂糖などの共有結合を持つ分子物質の場合、各式は溶液中の1つの分子または粒子を表します。 ただし、塩化ナトリウムなどのイオン性化合物は、式単位あたり2つ以上の粒子を生成します。 イオン性化合物は常に金属と非金属で構成されているため、簡単に識別できますが、砂糖などの分子化合物には非金属のみが含まれています。 塩化カルシウムなどの化合物は、3つの粒子を生成します。 10グラムの塩化ナトリウム(0.171モルのNaCl)x(式ごとに2つの粒子)、または0.342モルの粒子の例。

粒子のモルをキログラム単位の溶媒の質量で割って、溶液のモル濃度を決定します。 前の例では、調製した溶液には、100グラムの水に溶解した10グラムの塩化ナトリウムが含まれていました。 1キログラムには1000グラムが含まれているため、100グラムの水は0.100キログラムの水に相当します。 必要に応じて、オンライン変換ツールを使用して、溶媒の質量をキログラムに変換します。 したがって、100グラムの水に含まれる10グラムの塩化ナトリウムの粒子モル濃度は0.342 / 0.100、つまり1キログラムあたり3.42モルです。

溶媒の凝固点降下定数Kを決定するには、凝固点降下定数の表を参照してください。 たとえば、水のKは1モルあたり1.86℃です。

K値に溶媒の凝固点降下デルタ(T)を掛けて、溶媒の凝固点降下デルタ(T)を計算します。 溶質のモル濃度:デルタ(T)= Km。 前の例を続けると、デルタ(T)= 3.42 x 1.86、つまり6.36 摂氏。

純粋な溶媒の凝固点からデルタ(T)を引くことにより、混合物の凝固点を決定します。 凝固点降下定数のほとんどの表は、純粋な溶媒の凝固点(融点として記載されることもあります)も提供します。 水の場合、凝固点は0℃です。 したがって、10グラムの塩化ナトリウムを含む100グラムの水の凝固点は0〜6.36、つまり-6.36℃です。

必要なもの

  • 元素の周期表
  • 凝固点降下定数の表
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