W mieszaninie ciała stałego i cieczy lub dwóch cieczy główny składnik reprezentuje rozpuszczalnik, a składnik podrzędny reprezentuje substancję rozpuszczoną. Obecność substancji rozpuszczonej wywołuje zjawisko obniżenia temperatury krzepnięcia w rozpuszczalniku, w którym temperatura krzepnięcia rozpuszczalnika w mieszaninie staje się niższa niż w przypadku czystego rozpuszczalnika. Podciśnienie w temperaturze krzepnięcia oblicza się zgodnie z delta (T) = Km, gdzie K oznacza stałą podciśnienia temperatury krzepnięcia rozpuszczalnika, a m oznacza molowość roztworu. Molalność w tym przypadku oznacza liczbę moli cząstek substancji rozpuszczonej na kilogram rozpuszczalnika. Chemicy określają mole cząstek substancji rozpuszczonej, dzieląc masę substancji przez jej cząsteczkę masa, określona przez zsumowanie mas atomowych wszystkich atomów w jego substancji chemicznej formuła.
Zidentyfikuj substancję rozpuszczoną i rozpuszczalnik w mieszaninie. Z definicji substancja rozpuszczona oznacza związek obecny w mniejszej ilości. Na przykład dla mieszaniny 10 gramów chlorku sodu (soli) rozpuszczonej w 100 gramach wody, chlorek sodu reprezentuje substancję rozpuszczoną.
Określ masę wzoru lub masę cząsteczkową substancji rozpuszczonej, sumując masy atomowe wszystkich atomów we wzorze chemicznym substancji rozpuszczonej. Chlorek sodu zawiera jeden atom sodu i jeden atom chloru, a masy atomowe w układzie okresowym pierwiastków dla sodu i chloru wynoszą odpowiednio 22,99 i 35,45. Jego waga formuły wynosi zatem (1 x 22,99) + (1 x 35,45), czyli 58,44.
Oblicz liczbę moli substancji rozpuszczonej, dzieląc gramy substancji rozpuszczonej przez jej masę formuły. Kontynuując poprzedni przykład chlorku sodu, 10 gramów/58,44 lub 0,171 mola chlorku sodu.
Określ liczbę moli cząstek, mnożąc liczbę moli substancji rozpuszczonej przez liczbę cząstek utworzonych po rozpuszczeniu substancji rozpuszczonej. W przypadku substancji molekularnych z wiązaniami kowalencyjnymi, takich jak cukier, każdy wzór reprezentuje jedną cząsteczkę lub cząsteczkę w roztworze. Jednak związki jonowe, takie jak chlorek sodu, wytwarzają dwie lub więcej cząstek na jednostkę wzoru. Możesz łatwo zidentyfikować związki jonowe, ponieważ zawsze składają się z metalu i niemetalu, podczas gdy związki molekularne, takie jak cukier, zawierają tylko niemetale. Związek taki jak chlorek wapnia wytworzyłby trzy cząstki. Na przykład 10 gramów chlorku sodu (0,171 mola NaCl) x (2 cząstki na wzór) lub 0,342 mola cząstek.
Określ molalność roztworu, dzieląc mole cząstek przez masę rozpuszczalnika w kilogramach. W poprzednim przykładzie przygotowany roztwór zawierał 10 gramów chlorku sodu rozpuszczonego w 100 gramach wody. Ponieważ 1 kilogram zawiera 1000 gramów, 100 gramów wody reprezentuje 0,100 kilogramów wody. W razie potrzeby użyj narzędzia do konwersji online, aby przeliczyć masę rozpuszczalnika na kilogramy. Molalność cząsteczki 10 gramów chlorku sodu w 100 gramach wody wynosi zatem 0,342 / 0,100, czyli 3,42 moli na kilogram.
Aby określić stałą podciśnienia temperatury krzepnięcia, K rozpuszczalnika, zapoznaj się z tabelą stałych podciśnienia temperatury krzepnięcia. Na przykład K wody wynosi 1,86 stopnia C na molal.
Oblicz podciśnienie temperatury zamarzania, delta (T), rozpuszczalnika, mnożąc jego wartość K przez molalność substancji rozpuszczonej: delta (T) = Km. Kontynuując poprzedni przykład, delta (T) = 3,42 x 1,86 lub 6,36 stopnie C.
Określ temperaturę zamarzania mieszaniny, odejmując delta (T) od temperatury zamarzania czystego rozpuszczalnika. Większość tabel ze stałymi podciśnienia temperatury krzepnięcia podaje również temperaturę krzepnięcia - czasami wymienianą jako temperaturę topnienia - czystego rozpuszczalnika. W przypadku wody temperatura zamarzania wynosi 0 stopni C. Temperatura zamarzania 100 gramów wody zawierającej 10 gramów chlorku sodu wynosi zatem 0 - 6,36, czyli -6,36 stopni C.
Rzeczy, których będziesz potrzebować
- Układ okresowy pierwiastków
- Tabela stałych depresji temperatury zamarzania