In een mengsel van een vaste stof en vloeistof, of twee vloeistoffen, vertegenwoordigt het hoofdbestanddeel het oplosmiddel en het ondergeschikte bestanddeel de opgeloste stof. De aanwezigheid van de opgeloste stof veroorzaakt het fenomeen van een vriespuntverlaging in het oplosmiddel, waarbij het vriespunt van het oplosmiddel in het mengsel lager wordt dan dat van het zuivere oplosmiddel. De vriespuntverlaging wordt berekend volgens delta (T) = Km, waarbij K de vriespuntverlagingsconstante van het oplosmiddel voorstelt en m de molaliteit van de oplossing voorstelt. Molaliteit vertegenwoordigt in dit geval het aantal molen opgeloste deeltjes per kilogram oplosmiddel. Chemici bepalen het aantal mol opgeloste deeltjes door de massa van de opgeloste stof te delen door zijn molecuulgewicht gewicht, zoals bepaald door de atoommassa's van alle atomen in zijn chemische stof bij elkaar op te tellen formule.
Identificeer de opgeloste stof en het oplosmiddel in het mengsel. Per definitie vertegenwoordigt de opgeloste stof de verbinding die in een kleinere hoeveelheid aanwezig is. Bijvoorbeeld, voor een mengsel van 10 gram natriumchloride (zout) opgelost in 100 gram water, vertegenwoordigt het natriumchloride de opgeloste stof.
Bepaal het formulegewicht of het molecuulgewicht van de opgeloste stof door de atoomgewichten van alle atomen in de chemische formule van de opgeloste stof bij elkaar op te tellen. Natriumchloride bevat één natriumatoom en één chlooratoom, en de atoomgewichten uit het periodiek systeem der elementen voor natrium en chloor zijn respectievelijk 22,99 en 35,45. Het formulegewicht is daarom (1 x 22,99) + (1 x 35,45), dat is 58,44.
Bereken het aantal mol opgeloste stof door het aantal gram opgeloste stof te delen door het formulegewicht. Voortzetting van het vorige voorbeeld van natriumchloride, 10 gram/58,44 of 0,171 mol natriumchloride.
Bepaal het aantal molen deeltjes door het aantal molen opgeloste stof te vermenigvuldigen met het aantal deeltjes dat ontstaat wanneer de opgeloste stof oplost. Voor moleculaire stoffen met covalente bindingen, zoals suiker, vertegenwoordigt elke formule één molecuul of deeltje in de oplossing. Ionische verbindingen zoals natriumchloride produceren echter twee of meer deeltjes per formule-eenheid. Je kunt ionische verbindingen gemakkelijk identificeren omdat ze altijd uit een metaal en een niet-metaal bestaan, terwijl moleculaire verbindingen zoals suiker alleen niet-metalen bevatten. Een verbinding zoals calciumchloride zou drie deeltjes produceren. Bijvoorbeeld 10 gram natriumchloride (0,171 mol NaCl) x (2 deeltjes per formule), of 0,342 mol deeltjes.
Bepaal de molaliteit van de oplossing door het aantal molen deeltjes te delen door de massa van het oplosmiddel in kilogram. In het vorige voorbeeld bevatte de bereide oplossing 10 gram natriumchloride opgelost in 100 gram water. Omdat 1 kilogram 1000 gram bevat, staat 100 gram water gelijk aan 0,100 kilogram water. Gebruik de online conversietool om indien nodig de massa oplosmiddel om te rekenen naar kilogram. De deeltjesmolaliteit van 10 gram natriumchloride in 100 gram water is dus 0,342 / 0,100 of 3,42 mol per kilogram.
Raadpleeg een tabel met vriespuntverlagingsconstanten om de vriespuntverlagingsconstante, K, van het oplosmiddel te bepalen. De K van water is bijvoorbeeld 1,86 graden C per molal.
Bereken de vriespuntverlaging, delta (T), van het oplosmiddel door de K-waarde te vermenigvuldigen met de molaliteit van de opgeloste stof: delta (T) = Km. Voortzetting van het vorige voorbeeld, delta (T) = 3,42 x 1,86 of 6,36 graden C.
Bepaal het vriespunt van het mengsel door delta (T) af te trekken van het vriespunt van het zuivere oplosmiddel. De meeste tabellen met vriespuntverlagingsconstanten geven ook het vriespunt - soms vermeld als het smeltpunt - van het zuivere oplosmiddel. In het geval van water is het vriespunt 0 graden C. Het vriespunt van 100 gram water met 10 gram natriumchloride is dus 0 - 6,36 of -6,36 graden C.
Dingen die je nodig hebt
- Periodiek systeem der elementen
- Tabel met constanten van vriespuntverlaging