דיכאון בנקודת הקפאה הוא אחד מהתכונות הקולטיטיביות של החומר, מה שאומר שהוא מושפע מכמות החלקיקים ולא מהזהות הכימית של החלקיקים או המסה שלהם. כאשר מוסיפים מומס לממיס, נקודת הקפאה שלו מורידה מהערך המקורי של הממס הטהור. לא משנה אם המומס הוא נוזל, גז או מוצק. לדוגמה, דיכאון בנקודת הקפאה מתרחש כאשר מוסיפים מלח או אלכוהול למים. למעשה, הממס יכול להיות גם בכל שלב. דיכאון בנקודת הקפאה מתרחש גם בתערובות מוצקות-מוצקות.
דיכאון נקודת הקפאה מחושב באמצעות חוק ראולוט ומשוואת קלאוסייוס-קלאפירון בכדי לכתוב משוואה הנקראת חוק בלגדן. בפתרון אידיאלי, דיכאון בנקודת הקפאה תלוי רק בריכוז המומסים.
31.65 גרם נתרן כלורי מתווסף ל 220.0 מ"ל מים בטמפרטורה של 34 מעלות צלזיוס. כיצד זה ישפיע על נקודת הקפאה של המים?
נניח את נתרן כלורי מתנתק לחלוטין במים.
נתון: צפיפות מים בחום של 35 מעלות צלזיוס = 0.994 גרם / מ"ל
קו מים = 1.86 מעלות צלזיוס ק"ג / מולקולה
פיתרון:
כדי למצוא את העלאת שינוי טמפרטורה ממס על ידי מומס, השתמש במשוואת הדיכאון של נקודת הקיפאון:
ΔT = iKוM
איפה
ΔT = שינוי הטמפרטורה ב- ° C
i = גורם לאן הוף
קו= דיכאון נקודת הקפאה מולאלית
m = מולאליות של המומס במומס מומס / ק"ג ממס.
שלב 1 חשב את המולליות של ה- NaCl
המולליות (מ ') של NaCl = שומות של NaCl / ק"ג מים
מ ה טבלה מחזורית, מצא את המוני האטום של היסודות:
מסה אטומית Na = 22.99
מסה אטומית Cl = 35.45
שומות של NaCl = 31.65 גרם x 1 mol / (22.99 + 35.45)
שומות של NaCl = 31.65 גרם x 1 mol / 58.44 גרם
שומות של NaCl = 0.542 מולקולות
ק"ג מים = צפיפות x נפח
ק"ג מים = 0.994 גרם / מ"ל x 220 מ"ל x 1 ק"ג / 1000 גרם
ק"ג מים = 0.219 ק"ג
MNaCl = שומות של NaCl / ק"ג מים
MNaCl = 0.542 mol / 0.219 ק"ג
MNaCl = 2.477 מולק"ג / ק"ג
שלב 2 קבע את גורם הוואן 'הף
גורם הוואן הופ, i, הוא קבוע הקשור לכמות הניתוק של המומס בממס. לחומרים שאינם מתנתקים במים, כגון סוכר, i = 1. למומסים שמתנתקים לחלוטין שני יונים, i = 2. לדוגמא זו NaCl מתנתקת לחלוטין משני היונים, Na+ וקל-. לכן, i = 2 עבור דוגמא זו.
שלב 3 מצא את ΔT
ΔT = iKוM
ΔT = 2 x 1.86 מעלות צלזיוס ק"ג / מול x 2.477 מולק"ל / ק"ג
ΔT = 9.21 מעלות צלזיוס
תשובה:
הוספת 31.65 גרם של NaCl ל- 220.0 מ"ל מים תפחית את נקודת ההקפאה ב- 9.21 מעלות צלזיוס.