Articles

Chemia dla studentów niestacjonarnych

by admin

cele nauczania

  • Zdefiniuj depresję punktu zamarzania.
  • Oblicz punkt zamarzania roztworu, gdy podano stałą ciśnienia molowego punktu zamarzania.

dlaczego słone lodowate drogi?

solniczka. Zdjęcie z Wikimedia.

właściwości Koligacyjne mają praktyczne zastosowanie, np. zasolenie dróg w zimnym klimacie., Stosując sól na lodowatej drodze, temperatura topnienia lodu jest zmniejszona, a lód stopi się szybciej, dzięki czemu jazda jest bezpieczniejsza. Najczęściej stosuje się chlorek sodu (NaCl) i chlorek wapnia (CaCl 2 ) lub chlorek magnezu (MgCl 2), samodzielnie lub w mieszaninie. Chlorek sodu jest najtańszą opcją, ale jest mniej skuteczny, ponieważ dysocjuje tylko na dwa jony zamiast trzech.

obniżenie temperatury zamarzania

poniższy rysunek pokazuje diagram fazowy dla czystego rozpuszczalnika i jak zmienia się on po dodaniu do niego substancji rozpuszczonej., Substancja rozpuszczona obniża ciśnienie pary rozpuszczalnika, powodując obniżenie temperatury zamarzania roztworu w porównaniu do rozpuszczalnika. Obniżenie temperatury zamarzania jest różnicą temperatury między temperaturą zamarzania czystego rozpuszczalnika a temperaturą roztworu. Na wykresie obniżenie punktu zamarzania jest reprezentowane przez .

Rysunek 1. Ciśnienie pary roztworu (niebieski) jest niższe niż ciśnienie pary czystego rozpuszczalnika (różowy)., W rezultacie temperatura zamarzania rozpuszczalnika zmniejsza się, gdy rozpuszczona substancja rozpuszcza się w nim. Rysunek z Fundacji CK-12-Christopher Auyeung.

Kiedy czysty rozpuszczalnik zamarza, jego cząstki stają się bardziej uporządkowane, ponieważ siły międzycząsteczkowe, które działają między cząsteczkami, stają się trwałe. W przypadku wody wiązania wodorowe tworzą sześciokątną sieć cząsteczek, która charakteryzuje strukturę lodu. Poprzez rozpuszczenie substancji rozpuszczonej w ciekłym rozpuszczalniku, ten proces zamawiania jest zakłócony., W rezultacie należy usunąć więcej energii z roztworu, aby go zamrozić, a temperatura zamarzania roztworu jest niższa niż w przypadku czystego rozpuszczalnika.

wielkość spadku temperatury zamarzania jest wprost proporcjonalna do molalności roztworu. Równanie to:

stała proporcjonalności, , nazywana jest stałą depresji molowego punktu zamarzania . Jest to stała, która jest równa zmianie temperatury zamarzania dla 1-molowego roztworu nieulotnej substancji rozpuszczonej molekularnie., Dla wody wartość wynosi -1,86°C / m . Tak więc temperatura zamrażania 1-molowego roztworu wodnego dowolnego nieulotnego roztworu molekularnego wynosi -1,86°C. Każdy rozpuszczalnik ma unikalną stałą depresji molowego punktu zamarzania. Są one pokazane w tabeli poniżej, wraz z powiązaną wartością dla temperatury wrzenia o nazwie .

przykładowy Problem: temperatura zamarzania Nieelektrolitu

glikol etylenowy (C 2 h 6 O 2 ) jest związkiem molekularnym, który jest stosowany w wielu komercyjnych zapobiegających zamarzaniu., Wodny roztwór glikolu etylenowego jest stosowany w chłodnicach samochodowych w celu obniżenia temperatury zamarzania, a tym samym zapobiegania zamarzaniu wody w chłodnicy. Oblicz temperaturę zamarzania roztworu 400. g glikolu etylenowego w 500. g wody.

Krok 1: Wymień znane ilości i zaplanuj problem.

znane

  • masa C 2 H 6 O 2 = 400. g
  • Masa molowa C 2 H 6 O 2 = 62,08 g/mol
  • masa H 2 O = 500,0 g = 0.,500 kg

nieznany

jest to trzyetapowy problem. Najpierw Oblicz Mole glikolu etylenowego. Następnie Oblicz molalność roztworu. Na koniec Oblicz depresję punktu zamarzania.

Krok 2: Rozwiąż.

normalna temperatura zamarzania wody wynosi 0,0°C. Dlatego, ponieważ temperatura zamarzania zmniejsza się o 24,0°C, temperatura zamarzania roztworu wynosi -24,0°C.,

Krok 3: pomyśl o swoim wyniku.

temperatura zamarzania wody zmniejsza się o dużą ilość, chroniąc grzejnik przed uszkodzeniem spowodowanym rozszerzaniem się wody podczas zamarzania. Istnieją trzy znaczące liczby w wyniku.

podsumowanie

  • określa się obniżenie punktu zamarzania.
  • opisano obliczenia dotyczące obniżenia temperatury zamarzania.,

praktyka

Rozwiąż problemy na stronie poniżej:

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

przegląd

  1. jak roztwór rozpuszczony wpływa na zamarzanie wody?
  2. ile moli glukozy potrzeba, aby obniżyć temperaturę zamarzania jednego kg wody o 3,72°c?
  3. ile moli NaCl potrzebowałoby do wytworzenia takiej samej ilości obniżania temperatury?,

Słowniczek

  • obniżenie punktu zamarzania: różnica temperatury między punktem zamarzania czystego rozpuszczalnika a punktem zamarzania roztworu.
  • molalna stała depresji punktu zamarzania: stała, która jest równa zmianie punktu zamarzania dla 1-molowego roztworu nieulotnej substancji rozpuszczonej molekularnej.