Wie berechnet man die Gefrierpunktserniedrigung?

Antworten:

Sie verwenden die Formel für die Gefrierpunkterniedrigung.

Erläuterung:

BEISPIEL

Was ist die Gefrierpunktserniedrigung, die durch Zugabe von 31.65 g Natriumchlorid zu 220.0 g Wasser verursacht wird? $K_"f"$ denn Wasser ist $"1.86 °C·kg·mol"^"-1"$ .

Lösung

Die Formel für den Ausdruck der Gefrierpunktserniedrigung lautet

$color(blue)(|bar(ul(color(white)(a/a) ΔT_"f" = iK_"f"m color(white)(a/a)|)))" "$

woher

$ΔT_"f"$ ist die Gefrierpunktserniedrigung,

$i$ ist der van't Hoff Faktor,

$K_"f"$ ist die molare Gefrierpunktserniedrigungskonstante für die Lösungsmittel, und

$m$ ist der Molalität der Lösung.

Schritt 1: Berechnen Sie die Molalität des NaCl

$"moles of NaCl" = 31.65 color(red)(cancel(color(black)("g NaCl"))) × (1"mol NaCl")/(58.44 color(red)(cancel(color(black)("g NaCl")))) = "0.5416 mol NaCl"$

$"mass of water" = 220.0 color(red)(cancel(color(black)("g H"_2"O"))) × (1"kg H"_2"O")/(1000 color(red)(cancel(color(black)("g H"_2"O")))) = "0.220 kg H"_2"O"$

$m = "moles of NaCl"/"kilograms of water" = "0.5416 mol"/"0.220 kg" = "2.46 mol/kg"$

Schritt 2: Bestimmen Sie den van't Hoff-Faktor

Der van't Hoff Faktor, $i$ ist die Anzahl der Mol Teilchen, die erhalten werden, wenn 1 mol a gelöster Stoff löst sich.

Nichtelektrolyte wie Zucker dissoziieren nicht in Wasser. Ein Mol fester Zucker ergibt ein Mol gelöste Zuckermoleküle.

Für Nichtelektrolyte $i = 1$ .

Elektrolyte wie z $"NaCl"$ vollständig in Ionen dissoziieren.

$"NaCl" → "Na"^+ + "Cl"^"-"$

Ein Mol Feststoff $"NaCl"$ ergibt zwei Mol gelöste Partikel: 1 mol $"Na"^+$ Ionen und 1 mol $"Cl"^"-"$ Ionen. So ist z $"NaCl", i = 2$ .

Schritt 3: Berechnen $ΔT_"f"$

$ΔT_"f" = iK_"f"m = 2 × "1.86 °C·"color(red)(cancel(color(black)("kg·mol"^"-1"))) × 2.46 color(red)(cancel(color(black)("mol·kg"^"-1"))) = "9.16 °C"$

Die Gefrierpunkterniedrigung beträgt 9.16 ° C.

Hier ist ein Video zur Berechnung der Gefrierpunktserniedrigung.