Articles

Kjemi for Ikke-Majors

by admin

Mål

  • Definere frysepunkt depresjon.
  • Beregne frysepunkt av en løsning når de får molal fryse-punkt depresjon konstant.

Hvorfor salt på isete veier?

Salt lastebil. Bilde fra Wikimedia.

Colligative egenskaper har praktiske anvendelser, for eksempel salting av veiene i kaldt vær klima., Ved å bruke salt til en isete vei, smeltepunktet for is er redusert, og isen vil smelte raskere, noe som gjør kjøringen tryggere. Natriumklorid (NaCl) og enten kalsiumklorid (CaCl 2 ) eller magnesium chloride (MgCl 2 ) er brukt mest, enten alene eller i en stoffblanding. Natriumklorid er den minst kostbare alternativet, men er mindre effektive fordi det bare dissosierer i to ioner i stedet for tre.

frysepunkt Depresjon

figuren nedenfor viser fase-diagram for et rent løsemiddel og hvordan det forandrer seg når et oppløst stoff er lagt til det., Det oppløst stoff senker damptrykk av løsemiddel som resulterer i en senkning av frysepunktet av løsning i forhold til løsemiddel. Frysepunktet depresjon er forskjellen i temperatur mellom frysepunkt av rent løsemiddel og som av løsningen. På grafen, frysepunktet depresjon er representert ved .

Figur 1. Den damptrykk av en løsning (blå) er lavere enn den damptrykk av et rent løsemiddel (rosa)., Som et resultat, frysepunkt av et løsemiddel reduseres når noen oppløst stoff er oppløst i det. Figur fra CK-12 Foundation – Christopher Auyeung.

Når en rent løsemiddel fryser, dets partikler bli mer bestilt som intermolecular styrker som opererer mellom molekyler bli permanent. I tilfelle av vann, hydrogen obligasjoner gjøre hexagonally-formet nettverk av molekyler som karakteriserer strukturen av is. Ved å oppløse et oppløst stoff inn i den flytende løsemiddel, dette bestillingsprosessen er forstyrret., Som et resultat, mer energi må fjernes fra løsningen for å fryse den, og frysepunktet av løsningen er lavere enn den rent løsemiddel.

omfanget av frysepunkt depresjon er direkte proporsjonal til molality av løsningen. Ligningen er:

proporsjonalitetsprinsippet konstant, , kalles molal fryse-punkt depresjon konstant . Det er en konstant som er lik endringen i frysepunktet for en 1-molal løsning av en ikke-flyktig molekylær oppløst stoff., For vann, verdien av er -1.86°C/ m . Så iskaldt temperaturen på en 1-molal vandig løsning av alle ikke-flyktig molekylær oppløst stoff er -1.86°C. Ethvert løsemiddel har en unik molal fryse-punkt depresjon konstant. Disse er vist i Tabellen nedenfor , sammen med en tilhørende verdi for kokepunkt kalt .

Eksempel Problemet: frysepunkt av en Nonelectrolyte

etylenglykol (C 2 H 6 O 2 ) er et molekylært stoff som er brukt i mange kommersielle anti-fryser., En vann løsning av etylen glykol brukes i kjøretøy radiatorer å redusere sin frysepunktet, og dermed hindre vann i radiatoren fra frysepunktet. Beregne frysepunkt av en løsning av 400. g av etylen glykol i 500. g av vann.

Trinn 1: Liste kjente mengder og plan problemet.

Kjent

  • masse C 2 H 6 O 2 = 400. g
  • molar masse C 2 H 6 O 2 = 62.08 g/mol
  • masse H 2 O = 500.0 g = 0.,500 kg

Ukjent

Dette er en tre-trinns problem. Først beregne føflekker av etylen glykol. Deretter beregne molality av løsningen. Til slutt, beregne frysepunkt depresjon.

Trinn 2: Løse.

normal frysepunktet for vann er 0.0°C. Derfor, siden frysepunktet reduseres med 24.0°C frysepunkt av løsningen er -24.0°C.,

Trinn 3: Tenk på resultatet.

frysepunktet for vann reduseres med en stor mengde, og beskytter radiatoren fra skader på grunn av utvidelsen av vann når det fryser. Det er tre viktige tall i resultatet.

Oppsummering

  • frysepunkt depresjon er definert.
  • Beregninger som involverer frysepunkt depresjon er beskrevet.,

Praksis

Løse problemer på nettstedet under:

http://home.comcast.net/~cochranjim/PDFS3/COLIGWS1A.pdf

Omtale

  1. Hvordan gjør et oppløst stoff påvirke frysing av vann?
  2. Hvor mange føflekker av glukose ville være nødvendig for å senke frysepunktet av ett kg vann 3.72°C?
  3. Hvor mange føflekker av NaCl ville være nødvendig for å produsere den samme mengden av senking av temperatur?,

Ordliste

  • frysepunkt depresjon: forskjellen i temperatur mellom frysepunkt av rent løsemiddel og som av løsningen.
  • molal fryse-punkt depresjon konstant: En konstant som er lik endringen i frysepunktet for en 1-molal løsning av en ikke-flyktig molekylær oppløst stoff.