Ponto de congelamento da água em comparação com uma solução de sal

Quando um solvente congela, as partículas desse solvente se tornam mais ordenadas. As forças intermoleculares que agem sobre essas partículas tornam-se mais “permanentes”, pois as partículas agora estão mais próximas. Por exemplo, quando a água congela em gelo, as ligações de hidrogênio que dão à água muitas de suas propriedades únicas formam uma rede de moléculas em formato hexagonal inerente à estrutura do gelo.

Então, o que acontece quando um soluto é adicionado à água ou ao solvente puro? A adição de soluto resulta na interrupção do ordenamento das moléculas de solvente. Isso significa que mais energia deve ser removida da solução para congelá-la.

Por exemplo, quando o sal é adicionado à água, os íons resultantes na água interrompem a rede usual de ligações de hidrogênio formadas após o congelamento. Como resultado, o ponto de congelamento da solução é menor do que para o solvente puro. Isso é chamado de depressão do ponto de congelamento.

Definindo Depressão De Ponto De Congelamento

A diminuição do ponto de congelamento é diretamente proporcional à molalidade do soluto:

instagram story viewer

Nesta equação, Kf é a constante de depressão do ponto de congelamento molal e m é a molalidade do soluto. Lembrar, molalidade é o número de moles de soluto por kg de solvente. O fator van't Hoff é i, que se relaciona ao número de íons em solução para cada molécula de soluto dissolvida. Por exemplo, isso seria 2 para NaCl.

Basicamente, isso significa que quanto mais soluto houver, maior será a diminuição na temperatura de congelamento.

Depressão do ponto de congelamento é definido pelo ponto de congelamento do solvente puro menos o ponto de congelamento da solução em questão:

Isso permite que você descubra qual é o novo ponto de congelamento em comparação com o solvente puro.

Por que a depressão do ponto de congelamento é útil?

As duas aplicações mais comuns da depressão do ponto de congelamento no mundo real são o anticongelante e as estradas de sal no inverno.

O etilenoglicol é um composto frequentemente usado no anticongelante porque, quando adicionado à água, o ponto de congelamento da água diminui. Isso pode ajudar a garantir que a água no radiador do seu carro não congele.

Quando o sal é adicionado à estrada no inverno, o gelo derrete em uma temperatura mais baixa, tornando-o mais seguro porque não haverá tanto gelo na estrada.

Dê uma olhada no exemplo a seguir, que mostra como adicionar sal à água resultará em uma diminuição no ponto de congelamento da solução.

Qual é a temperatura de congelamento de uma solução na qual 100 gramas de NaCl foram adicionados a 1 quilograma de água? Em outras palavras, qual é o ponto de congelamento da água salgada?

Você pode fazer uso da seguinte equação:

O Kf para a água é de 1,86 ° C / m. Este número pode ser encontrado em uma tabela como a da primeira referência. Como o NaCl se dissocia em dois íons, o fator de van't Hoff é 2. Finalmente, você precisa calcular a molalidade da solução.

Para fazer isso, você primeiro precisa converter os gramas de NaCl em moles:

Agora, você precisará dividir os moles de NaCl pela massa do solvente para encontrar a molalidade:

Em seguida, você pode conectar isso à seguinte equação:

Então:

Assim sendo,

Agora, você pode usar a equação de depressão do ponto de congelamento para encontrar o novo ponto de congelamento da solução. (Lembre-se de que o ponto de congelamento da água pura é 0 ° C.)

Então:

Assim, adicionar 100 gramas de sal a 1 quilograma de água diminuiria o ponto de congelamento para -6,4 ° C.

Pontas

  • O ponto de congelamento de uma solução é sempre menor que o ponto de congelamento do solvente puro. Isso significa que a solução deve ser levada a uma temperatura mais baixa para que congele. Isso também significa que a fusão ocorre a uma temperatura mais baixa do que para o solvente puro.

Teachs.ru
  • Compartilhar
instagram viewer