La depressione del punto di congelamento è una delle proprietà colligative della materia, il che significa che è influenzata dal numero di particelle, non dall'identità chimica delle particelle o dalla loro massa. Quando un soluto viene aggiunto a un solvente, il suo punto di congelamento viene abbassato dal valore originale del solvente puro. Non importa se il soluto è un liquido, un gas o un solido. Ad esempio, la depressione del punto di congelamento si verifica quando si aggiungono sale o alcool all'acqua. In effetti, il solvente può anche essere in qualsiasi fase. La depressione del punto di congelamento si verifica anche in miscele solido-solido.
La depressione del punto di congelamento viene calcolata usando la Legge di Raoult e l'equazione di Clausius-Clapeyron per scrivere un'equazione chiamata Legge di Blagden. In una soluzione ideale, la depressione del punto di congelamento dipende solo dalla concentrazione di soluto.
31,65 g di cloruro di sodio vengono aggiunti a 220,0 mL di acqua a 34 ° C. In che modo ciò influirà sul
punto di congelamento dell'acqua?Assumi il cloruro di sodio si dissocia completamente nell'acqua.
Dato: densità dell'acqua a 35 ° C = 0,994 g / mL
Kf acqua = 1,86 ° C kg / mol
Soluzione:
Per trovare il elevazione del cambiamento di temperatura di un solvente da un soluto, utilizzare l'equazione della depressione del punto di congelamento:
ΔT = iKfm
dove
ΔT = variazione della temperatura in ° C
i = fattore van-t Hoff
Kf= depressione molare del punto di congelamento costante o costante crioscopica in ° C kg / mol
m = molalità del soluto in mol soluto / kg di solvente.
Passo 1 Calcola la molalità del NaCl
molalità (m) di NaCl = moli di NaCl / kg di acqua
Dal tavola periodica, trova le masse atomiche degli elementi:
massa atomica Na = 22,99
massa atomica Cl = 35,45
moli di NaCl = 31,65 g x 1 mol / (22,99 + 35,45)
moli di NaCl = 31,65 g x 1 mol / 58,44 g
moli di NaCl = 0,542 mol
kg di acqua = densità x volume
kg di acqua = 0,994 g / mL x 220 mL x 1 kg / 1000 g
kg di acqua = 0,219 kg
mNaCl = moli di NaCl / kg di acqua
mNaCl = 0,542 mol / 0,219 kg
mNaCl = 2.477 mol / kg
Passo 2 Determina il fattore van 't Hoff
Il fattore van 't Hoff, i, è una costante associata alla quantità di dissociazione del soluto nel solvente. Per sostanze che non si dissociano in acqua, come lo zucchero, i = 1. Per i soluti che si dissociano completamente due ioni, i = 2. Per questo esempio, NaCl si dissocia completamente nei due ioni, Na+ e Cl-. Pertanto, i = 2 per questo esempio.
Passaggio 3 Trova ΔT
ΔT = iKfm
ΔT = 2 x 1,86 ° C kg / mol x 2,477 mol / kg
ΔT = 9,21 ° C
Risposta:
L'aggiunta di 31,65 g di NaCl a 220,0 mL di acqua abbasserà il punto di congelamento di 9,21 ° C.