주 및 지방 정부는 도로에서 제빙 제로 소금을 자주 분배합니다. 얼음의 녹는 점을 효과적으로 낮춤으로써 작동합니다. 빙점 강하로 알려진이 현상은 또한 다양한 과학 프로젝트의 기초를 제공합니다. 프로젝트는 학생의 학년 수준에 따라 간단한 것부터 복잡한 것 (수학적 예측으로 완성)까지 다양합니다. 또한 필요한 장비 목록에는 소스 팬과 온도계 만 포함됩니다.
고체가 물에 용해되면 작은 개별 입자를 형성합니다. 설탕과 같은 유기 물질의 경우 입자는 개별 설탕 분자로 구성됩니다. 식염 (염화나트륨이라고도 함)과 같은 염의 경우 입자는 염을 구성하는 하전 된 이온으로 구성됩니다. 물에 입자가 있으면 물의 온도가 빙점에 가까워 질 때 물 분자가 함께 결합하여 고체를 형성하는 능력을 방해합니다. 어는점 강하는 물뿐만 아니라 모든 액체에서 발생합니다.
실험자는 정확히 무엇을 측정하고 있으며 어떻게 측정하는지에 특별한주의를 기울여야합니다. 이것은 올바른 질문을하는 근본적인 문제로 귀결됩니다. 이 특별한 경우에 실험자는 무엇이 더 빨리 얼거나 얼어 붙는 온도에 관심을 가져야 하는가? 무엇이 더 빨리 얼는지에 대한 질문은 물 샘플과 설탕 물 샘플을 동시에 냉동실에 넣으면 그중 하나가 다른 것보다 먼저 얼 것임을 의미합니다. 하지만 실제로 어떤 정보를 제공할까요? 물질이 동결되는 속도는 다른 매개 변수 중에서 솔루션의 열용량 그리고 물질의 양. 이 경우 더 나은 선택은 용액이 동결되는 온도를 측정하는 것입니다. 이것은 더 중요한 질문에 대한 답입니다. 물 속의 불순물이 빙점에 영향을 미치고 있다면 어떻게 많은?
화학자와 물리학 자들은 어는점 우울증의 과학과 수학을 잘 확립했습니다. 고급 학생 또는 수학에 강한 관심이있는 학생의 경우 해의 빙점 강하 델타 (T)에 대한 표준 방정식은 델타 (T) = -k * m, 여기서 k는 용매의 몰랄 어는점 강하 상수를 나타내고 m은 용액의 몰랄도 또는 입자의 몰을 킬로그램으로 나눈 값을 나타냅니다. 용제. 이것은 실제보다 더 복잡해 보입니다. 물이 실험에 사용 된 유일한 용매라고 가정하면 k = 1.86입니다. 또한 설탕으로도 알려진 설탕은 342.3의 분자량을 나타냅니다. 어는점 강하 방정식은 이제 델타 (T) = -1.86 * (g sucrose / 342.3 / kg 물)로 단순화됩니다. 예를 들어, 10g의 자당이 100mL의 물에 용해 된 경우 100mL = 100g = 0.100kg, 델타 (T) = -1.86 * (10 / 342.3 / 0.1) = -0.54 ° C입니다. 따라서이 용액은 순수한 물의 빙점보다 섭씨 0.54도 낮은 온도에서 얼어 야합니다.
3 단계의 방정식을 재 배열하면 실험자가 델타 (T)를 측정 한 다음 자당의 분자량 MW를 구할 수 있습니다. 즉, MW = (-1.86 * 자당 그램) / (델타 (T) * 물 kg). 사실, 많은 고등학생과 대학 수준의 화학 학생들이 미지 물질의 분자량을 실험적으로 결정하는 실험을 수행합니다. 이 방법은 k 값이 0.52로 변경되는 것을 제외하고는 끓는점과 관련하여 작동합니다.