8.4: Colligative Vlastnosti – Bod Varu Nadmořská výška a Zmrazení Bodu Deprese

Bod Tuhnutí Deprese

bod tuhnutí látky je teplota, při které se pevné a kapalné formy mohou koexistovat na dobu neurčitou — to znamená, že jsou v rovnováze. Za těchto podmínek molekuly procházejí mezi oběma fázemi stejnou rychlostí, protože jejich únikové tendence ze dvou fází jsou totožné., Předpokládejme, že kapalina, rozpouštědla a pevnou (voda a led, například) jsou v rovnováze ( níže), a my jsme přidat non-volatile rozpuštěné látky (např. sůl, cukr, nebo automobilové nemrznoucí kapaliny) do vody. To bude mít za následek snížení molární zlomek H2O molekul v kapalné fázi, a tím snížit tendenci těchto molekul z ní uniknout, a to nejen do parní fáze (jak jsme viděli výše), ale také do pevné (led) fáze., To nebude mít žádný vliv na rychlost, při které H2O molekuly uniknout z ledu do vodní fáze, takže systém nebude v rovnováze a led začne tát.

chceme-Li zachovat objemové od tavení, unikající tendence molekul z pevné, musí být snížena., Toho lze dosáhnout snížením teploty; to snižuje únik tendence molekul z obou fází, ale to se týká těch v pevné více než v kapalině, takže jsme nakonec dosáhnout nové, nižší bod tuhnutí, kde obě veličiny jsou opět v přesné rovnováze a obě fáze mohou koexistovat .

Pokud dáváte přednost přemýšlení, pokud jde o tlaky par, můžete použít stejný argument, pokud máte na paměti, že tlaky páry pevné látky a kapaliny musí být stejné v bodě mrazu., Ředění kapaliny (rozpouštědla) nonvolatile rozpuštěné látky snižuje tlak par rozpouštědla podle Raoult zákon, čímž se snižuje teplota, při které se tlak par kapaliny a zmrazené formy řešení bude stejné. Stejně jako u bodu varu nadmořská výška, ve zředěných roztocích existuje jednoduchý lineární vztah mezi zmrazení bodu deprese a molality rozpuštěné látky:

\

Všimněte si, že Kf hodnoty jsou negativní!

solení silnic

použití soli k odmrazování silnic je běžnou aplikací tohoto principu., Roztok vytvořený, když se některá sůl rozpustí ve vlhkém ledu, snižuje bod mrazu ledu. Pokud bod mrazu klesne pod okolní teplotu, LED se roztaví. Ve velmi chladném počasí může být okolní teplota nižší než teplota solného roztoku a sůl nebude mít žádný účinek.,d=“3d8b2121c5″>

Example \(\PageIndex{2}\)

odhad bod tuhnutí nemrznoucí směsi je tvořen kombinací jednoho objemu ethylenglykolu (MW = 62, hustota 1,11 g cm–3) se dvěma objemy vody.

roztok

Předpokládejme, že používáme 1 L glykolu a 2 L vody (na skutečných objemech nezáleží, pokud jsou jejich poměry uvedeny.) Hmotnost glykol bude 1.10 kg a že vody bude 2,0 kg, takže celková hmotnost roztoku je 3.11 kg. Pak máme:

• počet molů glykolu: (1110 g) ÷ (62 g mol–1) = 17.,9 mol
• molality glykolu: (17.9 mol) ÷ (2.00 kg) = 8.95 mol kg–1
• bod tuhnutí deprese: ΔTF = (-1.86 K kg–1 mol) x (8.95 mol kg–1) = -16.6 K řešení zmrazí na asi -17°C.