В смеси твердого вещества и жидкости или двух жидкостей основной компонент представляет собой растворитель, а второстепенный компонент представляет собой растворенное вещество. Присутствие растворенного вещества вызывает явление понижения точки замерзания растворителя, когда точка замерзания растворителя в смеси становится ниже, чем у чистого растворителя. Понижение температуры замерзания рассчитывается по формуле дельта (T) = Km, где K представляет собой константу понижения температуры замерзания растворителя, а m представляет собой моляльность раствора. В данном случае моляльность представляет собой количество молей растворенных частиц на килограмм растворителя. Химики определяют количество молей растворенных частиц, деля массу растворенного вещества на его молекулярную массу. вес, определяемый сложением атомных масс всех атомов в его химическом формула.
Определите растворенное вещество и растворитель в смеси. По определению растворенное вещество представляет собой соединение, присутствующее в меньшем количестве. Например, для смеси 10 граммов хлорида натрия (соли), растворенных в 100 граммах воды, хлорид натрия представляет собой растворенное вещество.
Определите формульную массу или молекулярную массу растворенного вещества, сложив атомные массы всех атомов в химической формуле растворенного вещества. Хлорид натрия содержит один атом натрия и один атом хлора, а атомные веса элементов из периодической таблицы для натрия и хлора составляют 22,99 и 35,45 соответственно. Таким образом, его формульный вес равен (1 x 22,99) + (1 x 35,45), что составляет 58,44.
Вычислите количество молей растворенного вещества, разделив граммы растворенного вещества на его вес по формуле. Продолжая предыдущий пример хлорида натрия, 10 г / 58,44 или 0,171 моль хлорида натрия.
Определите количество молей частиц, умножив количество молей растворенного вещества на количество частиц, образовавшихся при растворении растворенного вещества. Для молекулярных веществ с ковалентными связями, таких как сахар, каждая формула представляет одну молекулу или частицу в растворе. Однако ионные соединения, такие как хлорид натрия, производят две или более частиц на формульную единицу. Вы можете легко идентифицировать ионные соединения, потому что они всегда состоят из металла и неметалла, тогда как молекулярные соединения, такие как сахар, содержат только неметаллы. Такое соединение, как хлорид кальция, дает три частицы. Например, 10 граммов хлорида натрия (0,171 моль NaCl) x (2 частицы на формулу) или 0,342 моля частиц.
Определите молярность раствора, разделив количество молей частиц на массу растворителя в килограммах. В предыдущем примере приготовленный раствор содержал 10 граммов хлорида натрия, растворенных в 100 граммах воды. Поскольку 1 килограмм содержит 1000 граммов, 100 граммов воды представляют 0,100 килограмма воды. При необходимости воспользуйтесь онлайн-инструментом преобразования, чтобы преобразовать массу растворителя в килограммы. Следовательно, молярность частиц 10 граммов хлорида натрия в 100 граммах воды составляет 0,342 / 0,100, или 3,42 моль на килограмм.
Обратитесь к таблице констант депрессии точки замерзания, чтобы определить константу депрессии точки замерзания, K, растворителя. Например, K воды составляет 1,86 ° C на моль.
Рассчитайте депрессию температуры замерзания, дельту (T) растворителя, умножив его значение K на моляльность растворенного вещества: дельта (T) = Km. Продолжая предыдущий пример, дельта (T) = 3,42 x 1,86 или 6,36 градусов C.
Определите точку замерзания смеси, вычтя дельту (Т) из точки замерзания чистого растворителя. В большинстве таблиц констант депрессии точки замерзания также указывается точка замерзания - иногда указываемая как точка плавления - чистого растворителя. В случае воды точка замерзания составляет 0 градусов Цельсия. Таким образом, температура замерзания 100 граммов воды, содержащей 10 граммов хлорида натрия, составляет 0 - 6,36, или -6,36 ° C.
Вещи, которые вам понадобятся
- Периодическая таблица элементов
- Таблица констант депрессии точки замерзания