jäätymispisteen alenema
jäätymispiste aine on lämpötila, jossa kiinteä ja neste voi elää loputtomiin — että on, ne ovat tasapainossa. Näissä olosuhteissa molekyylit kulkevat kahden vaiheen välillä yhtä hinnat, koska niiden pakenevat taipumuksia alkaen kaksi vaihetta ovat samat., Oletetaan, että neste liuotin ja sen kiinteä (vettä ja jäätä, esimerkiksi) ovat tasapainossa (
alla), ja lisäämme haihtumaton liuenneen aineen (kuten suolaa, sokeria, tai automotive pakkasnestettä nestettä) vettä. Tällä on vaikutus vähentää mooliosuus H2O molekyylien nestefaasi, ja siten vähentää taipumusta näitä molekyylejä paeta sitä, ei vain osaksi höyryfaasiin (kuten näimme edellä), mutta myös osaksi kiinteän (jää) vaihe., Tämä ei ole vaikutus nopeus, jolla H2O molekyylejä paeta jään veteen vaiheessa, joten järjestelmä ei ole enää tasapainossa ja jää alkaa sulaa
.
Jos haluamme pitää kiinteän sulaminen, pakenevat taipumus molekyylien kiinteä on vähennettävä., Tämä voidaan toteuttaa pienentämällä lämpötila; tämä alentaa pakenevat taipumus molekyylien molemmat vaiheet, mutta se vaikuttaa niihin kiinteässä enemmän kuin neste, joten me lopulta saavuttaa uusi, alempi jäätymispiste jossa kaksi määrät ovat jälleen tarkka tasapaino ja molemmat vaiheet voivat elää rinnakkain 
.
Jos haluat ajatella höyryn paineet, voit käyttää samaa argumenttia, jos et mielessä, että höyryn paineet kiinteät ja nestemäiset täytyy olla sama jäätymispiste., Laimennus nestemäisiä (liuotin), jonka haihtumaton liuenneen aineen vähentää höyryn paine liuotin mukaan Raoult laki, mikä vähentää lämpötila, jossa vesihöyryn paineet neste ja jäädytetty muotoja, ratkaisu on sama. Kuten kiehuva korkeus, laimeissa liuoksissa on yksinkertainen lineaarinen suhde jäätymispiste masennus ja molality liuenneen aineen:
\
Huomaa, että Kf-arvot ovat kaikki negatiivisia!
Suolaustiet
suolan käyttö jäänpoistoteille on tämän periaatteen yleinen sovellus., Kun osa suolasta liukenee kosteaan jäähän, muodostunut liuos vähentää jään jäätymispistettä. Jos jäätymispiste laskee alle ympäristön lämpötilan, jää sulaa. Erittäin kylmällä säällä Ympäristön lämpötila voi olla alle suolaliuoksen, eikä suolalla ole vaikutusta.,d=”3d8b2121c5″>
CaCl2
Automotive radiator antifreezes are mostly based on ethylene glycol, (CH2OH)2., Koska vahva vety-liimaus ominaisuuksia tässä kahden hengen alkoholia, tämä aine sekoittuu veteen kaikissa suhteissa, ja se vaikuttaa vain hyvin pieni höyryn paine oma. Jäätymispisteen laskemisen lisäksi pakkasneste nostaa myös kiehumispistettä, mikä lisää jäähdytysjärjestelmän toiminta-aluetta. Puhdas glykoli jäätyy -12.9°C ja kiehuu 197°C, jolloin vesi-glykolin seokset voidaan räätälöidä monenlaisia ehtoja.,
Esimerkiksi \(\PageIndex{2}\)
Arvioida jäätymispiste on pakkasnesteen seos on valmistettu yhdistämällä yksi osa etyleeniglykoli (MW = 62, tiheys 1.11 g cm–3) kanssa, kaksi määriä vettä.
Ratkaisu
Oletamme, että voimme käyttää 1 L glycol ja 2 L vettä (todellisista määristä ei ole väliä, kunhan niiden osuudet on annettu.) Massa glycol on 1.10 kg ja vettä on 2,0 kg, joten kokonaismassa ratkaisu on 3.11 kg. Sen jälkeen meillä on:
- glykolin moolien määrä: (1110 g) / (62 g mol–1) = 17.,9 mol
- – molality glykolia: (17.9 mol) ÷ (2,00 kg) = 8.95 mol kg–1
- jäätymispisteen alenema: ΔTF = (-1.86 K kg–1 mol) × (8.95 mol kg–1) = -16.6 K joten ratkaisu tulee jäätyä noin -17°C.
Kaikki ionic lajien muodostama dissosiaatio edistää myös jäätymispisteen alenema. Tämä voi toimia hyödyllisenä keinona määrittää dissosioituneen soluutin murto-osa.
Vastaa