Fryspunkt Depression Exempel Problem

Detta exempelproblem visar hur man kan beräkna fryspunktsdepression med lösning av salt i vatten.

Snabböversikt av fryspunktsdepression

Fryspunktdepression är en av materiens kolligativa egenskaper, vilket innebär att den påverkas av antalet partiklar, inte av partiklarnas kemiska identitet eller deras massa. När ett löst ämne tillsätts till ett lösningsmedel sänks dess fryspunkt från det ursprungliga värdet för det rena lösningsmedlet. Det spelar ingen roll om det lösta ämnet är en vätska, gas eller fast substans. Till exempel inträffar fryspunktsdepression när antingen salt eller alkohol tillsätts till vatten. I själva verket kan lösningsmedlet också vara vilken som helst fas. Fryspunktdepression förekommer också i fasta och fasta blandningar.

Fryspunktdepression beräknas med Raoults lag och Clausius-Clapeyron-ekvationen för att skriva en ekvation som kallas Blagden's Law. I en idealisk lösning beror fryspunktsdepression endast på koncentrationen av lösta ämnen.

Fryspunkter Depression Problem

31,65 g natriumklorid sättes till 220,0 ml vatten vid 34 ° C. Hur påverkar detta fryspunkten för vattnet?
Antag att natriumkloriden helt dissocieras i vattnet.
Givet: vattendensitet vid 35 ° C = 0,994 g / ml
K_f vatten = 1,86 ° C kg / mol
Lösning:
För att hitta temperaturförändringshöjningen för ett lösningsmedel med ett lösta ämne, använd frysningspunktsfördelningen:
ΔT = iK_fm
var
ΔT = Temperaturförändring i ° C
i = van 't Hoff-faktor
K_f = molal fryspunkt depressionskonstant eller kryoskopisk konstant i ° C kg / mol
m = molalitet av det lösta ämnet i mol lösta / kg lösningsmedel.
Steg 1 Beräkna molaliteten hos NaCl
molalitet (m) NaCl = mol NaCl / kg vatten
Från den periodiska tabellen, hitta atomernas massor för elementen:
atommassa Na = 22,99
atommassa Cl = 35,45
mol NaCl = 31,65 g x 1 mol / (22,99 + 35,45)
mol NaCl = 31,65 g x 1 mol / 58,44 g
mol NaCl = 0,542 mol
kg vatten = densitet x volym
kg vatten = 0,994 g / ml x 220 ml x 1 kg / 1000 g
kg vatten = 0,219 kg
m_NaCl = mol NaCl / kg vatten
m_NaCl = 0,542 mol / 0,219 kg
m_NaCl = 2,477 mol / kg
Steg 2 Bestäm van-t Hoff-faktorn
Van 't Hoff-faktorn, i, är en konstant associerad med mängden dissociation av det lösta ämnet i lösningsmedlet. För ämnen som inte dissocieras i vatten, som socker, i = 1. För lösta ämnen som helt dissocieras i två joner, i = 2. För detta exempel dissocierar NaCl fullständigt till de två jonerna, Na⁺ och Cl^-. Därför är i = 2 för detta exempel.
Steg 3 Hitta ΔT
ΔT = iK_fm
ΔT = 2 x 1,86 ° C kg / mol x 2,477 mol / kg
A = 9,21 ° C
Svar:
Att lägga till 31,65 g NaCl till 220,0 ml vatten sänker fryspunkten med 9,21 ° C.