Када се растварач замрзне, честице тог растварача постају уређеније. Интермолекуларне силе које делују на ове честице постају „трајније“ пошто су честице сада ближе једна другој. На пример, када се вода замрзне у лед, водоничне везе које дају води многа њена јединствена својства чине мрежу молекула хексагоналног облика својствену структури леда.
Па шта се дешава када се раствор дода у воду или чисти растварач? Додавање растворене супстанце резултује у нарушавању молекула растварача. То значи да се из раствора мора уклонити више енергије да би се замрзло.
На пример, када се води дода сол, настали јони у води нарушавају уобичајену мрежу водоничних веза насталих замрзавањем. Као резултат, тачка смрзавања раствора нижа је него за чисти растварач. То се назива депресија тачке смрзавања.
Дефинисање депресије тачке смрзавања
Смањење тачке смрзавања је директно пропорционално молалности растворене супстанце:
У овој једначини К.ф је константа депресије тачке молалног тачке смрзавања и м је молалност растворене супстанце. Запамтити,
У основи, то значи да што је више растворене супстанце, то је веће смањење температуре смрзавања.
Депресија тачке смрзавања је дефинисано тачком смрзавања чистог растварача минус тачка смрзавања предметног раствора:
То вам омогућава да пронађете шта је нова тачка смрзавања у поређењу са чистим растварачем.
Зашто је депресија тачке смрзавања корисна?
Две најчешће употребе депресије тачке смрзавања у стварном свету су зими антифриз и сољење путева.
Етилен гликол је једињење које се често користи у антифризу, јер када се дода у воду, тачка смрзавања воде се смањује. Ово вам може осигурати да се вода у хладњаку вашег аутомобила не смрзне.
Када се зими на пут дода сол, лед ће се топити на нижој температури, што га чини сигурнијим, јер на путу неће бити толико леда.
Погледајте следећи пример који показује како ће додавање соли у води довести до смањења тачке смрзавања раствора.
Колика је температура смрзавања раствора у коме је у 1 килограм воде додато 100 грама НаЦл? Другим речима, која је тачка смрзавања слане воде?
Можете користити следећу једначину:
Кф за воду је 1,86 ° Ц / м. Овај број се може наћи у табели попут оне у првој референци. Пошто се НаЦл дисоцира на два јона, фактор ван'т Хоффа је 2. На крају, морате израчунати молалност решења.
Да бисте то урадили, прво требате претворити граме НаЦл у молове:
Сада ћете морати да поделите молове НаЦл са масом растварача да бисте пронашли молалност:
Даље, ово можете укључити у следећу једначину:
Тако:
Као такав,
Сада можете да користите једначину депресије тачке смрзавања да бисте пронашли нову тачку смрзавања решења. (Запамтите, тачка ледишта чисте воде је 0 ° Ц.)
Тако:
Дакле, додавање 100 грама соли на 1 килограм воде смањило би тачку смрзавања на -6,4 ° Ц.
Савети
Тачка ледишта раствора је увек мања од тачке ледишта чистог растварача. То значи да се раствор мора довести на нижу температуру да би се смрзнуо. То такође значи да се топљење дешава на нижој температури од чистог растварача.