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Vriespuntsdaling

Lösen Natriumchlorid im Wasser lässt den Gefrierpunkt sinken.

Gefrierpunktsabfall oder Kryoskopie ist das Phänomen, bei dem die Temperatur auf denen a Flüssigkeit Fest nimmt ab, wenn andere Stoffe darin gelöst sind. Es ist einer der kolligativ Phänomene einer Flüssigkeit.

Die Bestimmung des Gefrierpunktsabfalls einer Flüssigkeit durch Auflösen eines bestimmten Produkts ist eine Methode zur Bestimmung des Molmasse dieses Produkts. Der Grad der Gefrierpunktserniedrigung hängt nicht von der Art des gelösten Stoffes ab, sondern nur von der Anzahl der gelösten Teilchen. Je mehr Partikel gelöst werden, desto mehr sinkt der Gefrierpunkt des Lösungsmittels.

Darüber hinaus hängt der Gefrierpunktsabfall von der Lösungsmittel. Diese Abhängigkeit wird als molarer Gefrierpunktsabfall bezeichnet. Für Wasser beträgt diese Konstante 1,86 kg.K/mol. Die gelösten Partikel sind:

die Anzahl der Moleküle (ausgedrückt Maulwurf pro 1,0 kg Lösungsmittel) wenn sich der gelöste Stoff nicht aufspaltet in Ionen
die Anzahl der Ionen (ausgedrückt in Maulwurf pro 1,0 kg Lösungsmittel) wenn es sich um ein lösliches Salz handelt.

Der Gefrierpunktsabfall lässt sich mit folgender Formel berechnen:

{displaystyle Delta {T_{vp}}=K_{vp}cdot {frac {n}{m_{o}}}cdot i}

Hier ist ΔT. ist_vp der Gefrierpunktsabfall (in K oder °C), K_vp das kryoskopische Konstante von dem Lösungsmittel, n die Zahl Maulwurf gelöster Stoff in einer Lösungsmittelmenge, m_Ö das Masse des Lösungsmittels und ich das van 't Hoff-Faktor. Das Verhältnis n/m_Ö ist also der Molalität und so kann die Formel umgeschrieben werden in:

{displaystyle Delta {T_{vp}}=K_{vp}cdot Mcdot i}

wobei M die Molalität der Lösung darstellt.

Beispiele

Berechnungsbeispiel 1

Es werden 68,46 g Zucker ( Bruttoformel ist C₁₂huh₂₂Ö₁₁ ) in 0,10 kg Wasser gelöst.

Dies bedeutet, dass ${displaystyle m={frac {68.46}{0.10}}=684.6}$ Gramm pro 1,0 kg Wasser.

Die Molmasse von Zucker beträgt 342,3 g/mol.

Die Gefrierpunktserniedrigung wird also: ${Displaystyle Delta {T}=Kcdot {frac {m}{M}}=1,86cdot {frac {684,6}{342.3}}=3,72^{o}C}$

Berechnungsbeispiel 2

58,44 g Kochsalz (NaCl), das Molmasse beträgt 58,44 g/mol), gelöst in 1,0 kg Wasser.

${displaystyle m={frac {58.44}{1.0}}=58.44}$ Gramm pro 1,0 kg Wasser Da sich NaCl beim Auflösen in Wasser in Ionen aufspaltet, muss dies berücksichtigt werden.

1 Maulwurf NaCl spaltet sich in 1. auf, wenn es in Wasser gelöst wird Maulwurf Nach dem und 1 Mol Cl⁻ Die Teilchenzahl ist daher doppelt so groß. Dies bedeutet, dass ${Anzeigestil m=2cdot 58,44=116,88}$ .

Die Gefrierpunktserniedrigung wird also: ${Displaystyle Delta {T}=Kcdot {frac {m}{M}}=1,86cdot {frac {116.88}{58.44}}=3,72^{o}C}$

einer im Wasser löslich Salz erzeugt einen größeren Gefrierpunktsabfall als eine Substanz, die sich nicht in Ionen aufspaltet.

Berechnungsbeispiel 3

138,2 Gramm unbekannter Substanz X werden in einer 1,0 kg Mischung aus Wasser und Eis bei 0 °C gelöst. Nach der Auflösung beträgt die Temperatur des Wassereises −5,58 °C. Der Gefrierpunktsabfall ΔT = 5,58. ${displaystyle Delta {T}=Kcdot {frac {m}{M}}}$ → ${displaystyle 5.58=1.86cdot {frac {138.2}{M}}}$