I en blandning av en fast och flytande eller två vätskor representerar huvudkomponenten lösningsmedlet och den mindre komponenten representerar lösningen. Närvaron av det lösta ämnet inducerar fenomenet med en fryspunktsfördjupning i lösningsmedlet, där fryspunkten för lösningsmedlet i blandningen blir lägre än för det rena lösningsmedlet. Fryspunktsfördjupningen beräknas enligt delta (T) = Km, där K representerar lösningsmedlets nedfrysningspunktskonstant och m representerar lösningens molalitet. Molalitet representerar i detta fall molen av lösta partiklar per kilogram lösningsmedel. Kemister bestämmer molen av lösta partiklar genom att dividera massan av det lösta ämnet med dess molekyl vikt, bestämd genom att sammanföra atommassorna för alla atomer i dess kemikalie formel.
Identifiera lösningsmedlet och lösningsmedlet i blandningen. Per definition representerar det lösta ämnet föreningen närvarande i mindre mängd. Till exempel, för en blandning av 10 gram natriumklorid (salt) löst i 100 gram vatten representerar natriumkloriden det lösta ämnet.
Bestäm lösningsmedlets formelvikt eller molekylvikt genom att lägga samman atomvikterna för alla atomer i den lösta ämnets kemiska formel. Natriumklorid innehåller en natriumatom och en kloratom, och atomvikterna från det periodiska elementet för natrium och klor är 22,99 respektive 35,45. Dess formelvikt är därför (1 x 22,99) + (1 x 35,45), vilket är 58,44.
Beräkna mol upplösta ämnet genom att dividera gram upplöst ämne med dess formelvikt. Fortsättning av föregående exempel på natriumklorid, 10 gram / 58,44 eller 0,171 mol natriumklorid.
Bestäm molpartiklar genom att multiplicera mol upplösta ämnet med antalet partiklar som skapas när det upplösta ämnet. För molekylära ämnen med kovalenta bindningar, såsom socker, representerar varje formel en molekyl eller partikel i lösningen. Jonföreningar, såsom natriumklorid, producerar emellertid två eller flera partiklar per formelenhet. Du kan enkelt identifiera jonföreningar eftersom de alltid består av en metall och en icke-metall, medan molekylära föreningar som socker endast innehåller icke-metaller. En förening såsom kalciumklorid skulle producera tre partiklar. Till exempel 10 gram natriumklorid (0,171 mol NaCl) x (2 partiklar per formel) eller 0,342 mol partiklar.
Bestäm molaliteten för lösningen genom att dela molpartiklarna med lösningsmedlets massa i kilogram. I föregående exempel innehöll den beredda lösningen 10 gram natriumklorid upplöst i 100 gram vatten. Eftersom 1 kg innehåller 1000 gram representerar 100 gram vatten 0,100 kg vatten. Använd omvandlingsverktyget online för att konvertera massan av lösningsmedel till kilo, om det behövs. Partikelmolaliteten på 10 gram natriumklorid i 100 gram vatten är därför 0,342 / 0,100 eller 3,42 mol per kilogram.
Se en tabell över fryspunktens fördjupningskonstanter för att bestämma fryspunktens nedsänkningskonstant, K, för lösningsmedlet. K-vattnet är till exempel 1,86 grader C per molal.
Beräkna lösningsmedlets fryspunktsdepression, delta (T) genom att multiplicera dess K-värde med molalitet av det lösta ämnet: delta (T) = Km. Fortsätter det föregående exemplet, delta (T) = 3,42 x 1,86 eller 6,36 grader C.
Bestäm blandningens fryspunkt genom att subtrahera delta (T) från det rena lösningsmedlets fryspunkt. De flesta tabeller med fryspunktsdjupkonstanter ger också fryspunkten - ibland listad som smältpunkt - för det rena lösningsmedlet. När det gäller vatten är fryspunkten 0 grader C. Fryspunkten för 100 gram vatten som innehåller 10 gram natriumklorid är därför 0 - 6,36 eller -6,36 grader C.
Saker du behöver
- Elementens periodiska system
- Tabell över fryspunktens depressionskonstanter