vriespuntverlaging
Het vriespunt van een stof is de temperatuur waarbij de vaste en vloeibare vormen naast elkaar kunnen bestaan voor onbepaalde tijd — dat is, zij zijn in evenwicht. Onder deze voorwaarden gaan de molecules tussen de twee fasen bij gelijke tarieven over omdat hun het ontsnappen tendensen uit de twee fasen identiek zijn., Stel dat een vloeibaar oplosmiddel en zijn vaste stof (bijvoorbeeld water en ijs) in evenwicht zijn (
hieronder), en we voegen een niet-vluchtige opgeloste stof (zoals zout, suiker of antivriesvloeistof) toe aan het water. Dit zal het effect hebben van het verminderen van de molfractie van H2O moleculen in de vloeibare fase, en dus het verminderen van de neiging van deze moleculen om te ontsnappen uit, niet alleen in de dampfase (zoals we hierboven zagen), maar ook in de vaste (ijs) fase., Dit heeft geen effect op de snelheid waarmee H2O-moleculen uit het ijs naar de waterfase ontsnappen, zodat het systeem niet meer in evenwicht is en het ijs begint te smelten
.
als we willen voorkomen dat de vaste stof smelt, moet de ontsnappende neiging van moleculen uit de vaste stof worden verminderd., Dit kan worden bereikt door de temperatuur te verlagen; dit vermindert de ontsnappende neiging van moleculen uit beide fasen, maar het beïnvloedt die in de vaste stof meer dan die in de vloeistof, zodat we uiteindelijk het nieuwe, lagere vriespunt bereiken waar de twee hoeveelheden weer in exact evenwicht zijn en beide fasen kunnen naast elkaar bestaan 
.
Als u liever denkt in termen van dampdrukken, kunt u hetzelfde argument gebruiken als u in gedachten houdt dat de dampdrukken van de vaste stof en de vloeistof gelijk moeten zijn op het vriespunt., Verdunning van de vloeistof (het oplosmiddel) door de niet-vluchtige opgeloste stof vermindert de dampdruk van het oplosmiddel volgens de wet van Raoult, waardoor de temperatuur waarbij de dampdruk van de vloeistof en bevroren vormen van de oplossing gelijk zal zijn, wordt verminderd. Net als bij de verhoging van het kookpunt is er in verdunde oplossingen een eenvoudig lineair verband tussen de vriespunt-depressie en de molaliteit van de opgeloste stof:
merk op dat de KF-waarden allemaal negatief zijn!
Zoutwegen
het gebruik van zout voor het ontijzen van wegen is een veel voorkomende toepassing van dit principe., De oplossing die ontstaat wanneer een deel van het zout oplost in het vochtige ijs vermindert het vriespunt van het ijs. Als het vriespunt onder de omgevingstemperatuur daalt, smelt het ijs. Bij zeer koud weer kan de omgevingstemperatuur lager zijn dan die van de zoutoplossing en zal het zout geen effect hebben.,d=”3d8b2121c5″>
CaCl2
Automotive radiator antifreezes are mostly based on ethylene glycol, (CH2OH)2., Door de sterke waterstofbindende eigenschappen van deze dubbele alcohol is deze stof in alle verhoudingen mengbaar met water en draagt zij slechts bij aan een zeer kleine dampdruk. Naast het verlagen van het vriespunt verhoogt antivries ook het kookpunt, waardoor het werkbereik van het koelsysteem wordt vergroot. De pure glycol bevriest bij -12,9°C en kookt bij 197°C, waardoor water-glycolmengsels kunnen worden aangepast aan een breed scala aan omstandigheden.,
voorbeeld \ (\Pagindex{2}\)
schatting het vriespunt van een antivriesmengsel wordt samengesteld door één volume ethyleenglycol (MW = 62, dichtheid 1,11 g cm–3) te combineren met twee volumes water.
oplossing
neem aan dat we 1 L glycol en 2 L water gebruiken (de werkelijke volumes doen er niet toe zolang hun verhoudingen als gegeven zijn.) De massa van de glycol zal 1,10 kg zijn en die van het water 2,0 kg, zodat de totale massa van de oplossing 3,11 kg is. Dan hebben we:
- aantal mol glycol: (1110 g) ÷ (62 g mol-1) = 17.,9 mol
- molaliteit van glycol: (17,9 mol) ÷ (2,00 kg) = 8,95 mol kg–1
- vriespunt depressie: ΔTF = (-1,86 K kg–1 mol) × (8,95 mol kg–1) = -16,6 K dus de oplossing zal bevriezen bij ongeveer -17°C.
elke door dissociatie gevormde Ionische soort zal ook bijdragen aan de vriespunt depressie. Dit kan dienen als een nuttig middel voor het bepalen van de fractie van een opgeloste stof die wordt gescheiden.
Geef een reactie