Articles

kemi för icke-Majors

by admin

inlärningsmål

  • definiera fryspunkten depression.
  • beräkna fryspunkten för en lösning när den ges molal fryspunkten depression konstant.

varför salt isiga vägar?

salt truck. Bild från Wikimedia.

kolligativa egenskaper har praktiska tillämpningar, såsom saltning av vägar i kallt väder klimat., Genom att applicera salt på en isig väg minskar isens smältpunkt, och isen smälter snabbare och gör körningen säkrare. Natriumklorid (NaCl ) och antingen kalciumklorid (CaCl 2 ) eller magnesiumklorid (MgCl 2) används oftast, antingen ensamt eller i en blandning. Natriumklorid är det billigaste alternativet, men är mindre effektivt eftersom det bara dissocierar i två joner istället för tre.

Nedfrysningspunkt

figuren nedan visar fasdiagrammet för ett rent lösningsmedel och hur det ändras när ett lösningsmedel läggs till det., Lösningsmedlet sänker ångtrycket hos lösningsmedlet, vilket resulterar i en sänkning av lösningens fryspunkt jämfört med lösningsmedlet. Fryspunkten är temperaturskillnaden mellan fryspunkten för det rena lösningsmedlet och lösningens fryspunkt. I diagrammet representeras fryspunkten depression av .

Figur 1. Ångtrycket hos en lösning (blå) är lägre än ångtrycket hos ett rent lösningsmedel (rosa)., Som ett resultat minskar fryspunkten för ett lösningsmedel när någon lösning löses in i den. Figur från CK-12 Foundation – Christopher Auyeung.

När ett rent lösningsmedel fryser blir dess partiklar mer beställda eftersom de intermolekylära krafterna som verkar mellan molekylerna blir permanenta. I fallet med vatten gör vätebindningarna det hexagonala formade nätverket av molekyler som karakteriserar isstrukturen. Genom att lösa upp en lösning i det flytande lösningsmedlet störs denna beställningsprocess., Som ett resultat måste mer energi avlägsnas från lösningen för att frysa den och lösningens fryspunkt är lägre än för det rena lösningsmedlet.

storleken på fryspunkten är direkt proportionell mot lösningens molalitet. Ekvationen är:

proportionalitetskonstanten,, kallas molal fryspunkten depression konstant . Det är en konstant som är lika med förändringen i fryspunkten för en 1-molallösning av en icke-flyktig molekylär lösning., För vatten är värdet -1,86°c / m . Så frystemperaturen för en 1-molal vattenlösning av någon icke-flyktig molekylär lösning är -1.86 ° C. varje lösningsmedel har en unik molal fryspunkt depression konstant. Dessa visas i tabellen nedan , tillsammans med ett relaterat värde för kokpunkten .

provproblem: fryspunkt för en icke-elektrolyt

etylenglykol (C 2 H 6 o 2 ) är en molekylär förening som används i många kommersiella anti-fryser., En vattenlösning av etylenglykol används i fordonsradiatorer för att sänka dess fryspunkt och därigenom förhindra att vattnet i radiatorn fryser. Beräkna fryspunkten för en lösning på 400. g etylenglykol i 500. g vatten.

Steg 1: Lista de kända kvantiteterna och planera problemet.

känd

  • massa C 2 H 6 o 2 = 400. g
  • molmassa C 2 H 6 o 2 = 62,08 g / mol
  • massa H 2 o = 500,0 g = 0.,500 kg

okänt

detta är ett trestegsproblem. Beräkna först molerna av etylenglykol. Beräkna sedan lösningens molalitet. Beräkna slutligen fryspunktssänkning.

steg 2: Lös.

den normala fryspunkten för vatten är 0,0 ° C. Eftersom fryspunkten minskar med 24,0°C är fryspunkten för lösningen -24,0 ° C.,

steg 3: Tänk på ditt resultat.

vattnets fryspunkt minskar med en stor mängd, vilket skyddar radiatorn från skador på grund av expansionen av vatten när det fryser. Det finns tre signifikanta siffror i resultatet.

sammanfattning

  • fryspunkten depression definieras.
  • beräkningar med fryspunkt depression beskrivs.,

öva

lösa problemen på webbplatsen nedan:

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

granska

  1. hur påverkar en lösning frysningen av vatten?
  2. hur många mol glukos skulle behövas för att sänka fryspunkten för en kg vatten 3.72°C?
  3. hur många mol NaCl skulle behövas för att producera samma mängd sänkning av temperaturen?,

ordlista

  • fryspunkt depression: temperaturskillnaden mellan fryspunkten för det rena lösningsmedlet och lösningen.
  • molal fryspunkt depression konstant: en konstant som är lika med förändringen i fryspunkten för en 1-molall lösning av en icke-flyktig molekylär lösning.