非専攻のための化学
学習目標
- 氷点降下を定義します。
- モル凝固点降下定数が与えられたときの溶液の凝固点を計算します。
なぜ氷の道を塩にするのですか？
塩トラック。 ウィキメディアからの画像。
コリゲーション特性は、寒冷気候での道路の塩漬けなどの実用的なアプリケーションを持っています。, 氷の道に塩をかけることによって、氷の融点が下がり、氷がより早く溶けるので、運転がより安全になります。 塩化ナトリウム(NaCl)および塩化カルシウム(CaCl2)または塩化マグネシウム(MgCl2)は単独でまたは混合物で最も頻繁に、使用されます。 塩化ナトリウムは最も安価な選択肢ですが、三つの代わりに二つのイオンに解離するだけなので効果的ではありません。
凝固点降下
下の図は、純粋な溶媒の状態図と、溶質が添加されたときの変化を示しています。, 溶質は溶媒の蒸気圧を低下させ、その結果、溶媒と比較して溶液の凝固点を低下させる。 凝固点降下は、純粋な溶媒の凝固点と溶液の凝固点との間の温度の差である。 グラフでは、凝固点降下は
で表されます。
図1. 溶液（青）の蒸気圧は、純粋な溶媒（ピンク）の蒸気圧よりも低い。, その結果、溶質が溶解すると溶媒の凝固点が低下する。 CK-12財団からの図–クリストファーauyeung。
純粋な溶媒が凍結すると、分子間で作用する分子間力が永久的になるにつれて、その粒子はより秩序化されるようになる。 水の場合、水素結合は、氷の構造を特徴付ける分子の六角形状のネットワークを作る。 溶質を液体溶媒に溶解することによって、この秩序化プロセスが中断される。, その結果、溶液を凍結させるためにはより多くのエネルギーを溶液から除去しなければならず、溶液の凝固点は純粋な溶媒の凝固点よりも低い。
凝固点降下の大きさは、溶液のモル濃度に正比例する。 方程式は次のとおりです。
比例定数
は、氷晶凝固点降下定数と呼ばれます。 これは、不揮発性分子溶質の1モル溶液に対する凝固点の変化に等しい定数である。, 水の場合、の値は-1.86℃/mです。 したがって、任意の不揮発性分子溶質の1モル水溶液の凍結温度は-1.86℃である。 これらは、
と呼ばれる沸点に関連する値とともに、下の表に示されています。
サンプル問題：非電解質の凝固点
エチレングリコール（C2H6O2）は、多くの商業的な凍結防止に使用される分子化合物である。, 車のラジエーターでエチレングリコールの水解決が凝固点を下げ、こうしてラジエーターの水が凍ることを防ぐのに使用されています。 400の溶液の凝固点を計算する。 gのエチレングリコールを500 水のg。
ステップ1：既知の数量をリストし、問題を計画します。
知られている
- 質量C2H6O2=400。 g
- モル質量C2H6O2=62.08g/mol
- 質量H2O=500.0g=0.,500kg
不明
これは三段階の問題です。 まず、エチレングリコールのモル数を計算する。 次に、解のモル濃度を計算します。 最後に、凝固点のうつ病を計算します。
ステップ2：解決します。
水の通常の凝固点は0.0℃であるため、凝固点は24.0℃減少するため、溶液の凝固点は-24.0℃である。,ステップ3：あなたの結果について考えてみましょう。
水の凝固点は大量に減少し、凍結すると水の膨張による損傷からラジエーターを保護します。 結果には三つの有効数字があります。
概要
- 凝固点降下が定義されています。＜／ｌｉ＞＜ｌｉ＞凝固点低下を含む計算について述べた。,
練習
以下のサイトで問題を解決します。
http://home.comcast.net/~cochranjim/PDFS3/COLIGWS1A.pdf
レビュー
- 溶質は水の凍結にどのように影響しますか？
- グルコースのどのように多くのモルは、水3.72℃のkgの凝固点を下げるために必要とされるだろうか？
- 同じ量の温度低下を生成するためには、NaClのモル数が必要ですか？,
用語集
- 凝固点降下：純粋な溶媒の凝固点と溶液の凝固点との間の温度の差。
- モル凝固点降下定数：不揮発性分子溶質の1モル溶液の凝固点の変化に等しい定数。
