용매가 얼면 해당 용매의 입자가 더 정돈됩니다. 이러한 입자에 작용하는 분자간 힘은 이제 입자가 더 가까워지기 때문에 더욱 "영구적"이됩니다. 예를 들어 물이 얼음으로 얼면 물에 고유 한 특성을 부여하는 수소 결합이 얼음 구조 고유의 육각형 분자 네트워크를 만듭니다.
그렇다면 용질이 물이나 순수한 용매에 첨가되면 어떻게 될까요? 용질을 첨가하면 용매 분자의 순서가 중단됩니다. 이는 용액을 동결시키기 위해 더 많은 에너지를 용액에서 제거해야 함을 의미합니다.
예를 들어 물에 소금을 첨가하면 물 속의 이온이 동결시 생성되는 일반적인 수소 결합 네트워크를 방해합니다. 결과적으로 용액의 빙점은 순수한 용매보다 낮습니다. 이것을 어는점 강하라고합니다.
어는점 우울증 정의
어는점의 감소는 용질의 몰랄 농도에 정비례합니다.
이 방정식에서 K에프 몰랄 어는점 강하 상수이고 m은 용질의 몰랄 농도입니다. 생각해 내다, 몰랄 용매 kg 당 용질의 몰수입니다. van't Hoff 인자는 용해 된 각 용질 분자에 대한 용액의 이온 수와 관련된 i입니다. 예를 들어, 이것은 NaCl의 경우 2입니다.
기본적으로 이것은 용질이 많을수록 동결 온도가 더 많이 감소한다는 것을 의미합니다.
어는점 강하 순수한 용매의 어는점에서 해당 용액의 어는점을 뺀 값으로 정의됩니다.
이를 통해 순수한 용매와 비교되는 새로운 빙점을 찾을 수 있습니다.
어는점 우울증이 유용한 이유는 무엇입니까?
빙점 강하의 가장 일반적인 두 가지 실제 응용 프로그램은 겨울의 부동액과 염장 도로입니다.
에틸렌 글리콜은 물에 첨가하면 물의 빙점이 낮아지기 때문에 부동액에 자주 사용되는 화합물입니다. 이렇게하면 자동차 라디에이터의 물이 얼지 않도록 할 수 있습니다.
겨울철 도로에 소금을 더하면 얼음이 더 낮은 온도에서 녹아 도로에 얼음이 많지 않기 때문에 더 안전합니다.
물에 소금을 첨가하면 용액의 빙점이 어떻게 감소하는지 보여주는 다음 예를 살펴보십시오.
물 1kg에 NaCl 100g을 첨가 한 용액의 빙점은 얼마입니까? 즉, 바닷물의 어는점은 얼마입니까?
다음 방정식을 사용할 수 있습니다.
K 개의에프 물의 경우 1.86 ° C / m입니다. 이 번호는 첫 번째 참조에있는 것과 같은 표에서 찾을 수 있습니다. NaCl은 두 개의 이온으로 해리되기 때문에 van't Hoff 계수는 2입니다. 마지막으로 용액의 몰 랄리 티를 계산해야합니다.
이렇게하려면 먼저 NaCl 그램을 몰로 변환해야합니다.
이제 molality를 찾기 위해 NaCl의 몰을 용매의 질량으로 나누어야합니다.
다음으로 이것을 다음 방정식에 대입 할 수 있습니다.
그래서:
따라서
이제 빙점 강하 방정식을 사용하여 솔루션의 새로운 빙점을 찾을 수 있습니다. (순수의 어는점은 0 ° C입니다.)
그래서:
따라서 물 1kg에 소금 100g을 추가하면 빙점을 -6.4 ° C로 낮출 수 있습니다.
팁
용액의 어는점은 항상 순수한 용매의 어는점보다 작습니다. 이것은 용액이 얼기 위해 더 낮은 온도로 가져와야 함을 의미합니다. 이것은 또한 용융이 순수한 용매보다 낮은 온도에서 발생 함을 의미합니다.