Cómo bajar y calcular los puntos de congelación de disolventes

Una propiedad importante que se puede calcular a partir de molalidad es depresión del punto de congelación. Cuando se agrega soluto a un disolvente, disminuye su punto de congelación. Es por eso que se espolvorea sal en las aceras heladas. La sal se mezcla con el hielo y disminuye su punto de congelación. Si este nuevo punto de congelación es más baja que la temperatura exterior, el hielo se derrite, lo que elimina los wipeouts espectaculares tan comunes en las aceras sin sal. Cuanto más frío está fuera, más sal que necesita para derretir el hielo y bajar el punto de congelación por debajo de la temperatura ambiente.

Congelar depresiones puntuales son directamente proporcional a la molalidad de una solución, pero los químicos han encontrado que algunos disolventes son más susceptibles a este cambio que otros. La fórmula para el cambio en el punto de congelación de una solución, por lo tanto, contiene una constante de proporcionalidad, abreviado Kf, que es una propiedad que se determina experimentalmente. La tabla enumera varios común K_F los valores.

La fórmula para la depresión del punto de congelación es

dónde m es molalidad. Tenga en cuenta el uso de la letra griega delta

en la fórmula para indicar que se está calculando un cambiar en el punto de congelación, no el propio punto de congelación. Para calcular el nuevo punto de un compuesto de congelación, debe sustraer el cambio en el punto de congelación desde el punto de congelación del disolvente puro.

Adición de una impureza a un disolvente altera sus propiedades físicas a través de los efectos combinados de la elevación del punto de ebullición y congelación punto de la depresión. Es por eso que rara vez se ve cuerpos de agua salada congelada. La sal en los océanos disminuye el punto de congelación del agua, haciendo que la fase líquida capaz de mantener temperaturas ligeramente por debajo de 0 grados Celsius.

Aquí'es un ejemplo: cada kilogramo de agua de mar contiene aproximadamente 35 g de sales disueltas. Suponiendo que todas estas sales son cloruro de sodio, ¿cuál es el punto de congelación del agua de mar?

Comience por convertir gramos de sal a moles de averiguar la molalidad. Un mol de NaCl es equivalente a 58,4 g, por lo que 35 g es equivalente a 0,60 mol de NaCl. Es necesario multiplicar este número por 2 para compensar el hecho de que el cloruro de sodio se disocia en dos iones en el agua, por lo que esta solución contiene 1,20 moles de partículas. A continuación, encontrar la molalidad de la solución dividiendo este número de moles por la masa del disolvente (1 kg), dando una solución 1,20 m. Por último, buscar la K_F de agua en la mesa y conectar todos estos valores en la ecuación para la depresión del punto de congelación:

Debido a que este valor no es más que la depresión del punto de congelación, debe restar desde el punto del soluto puro congelación para obtener

Por lo tanto, el punto de congelación del agua de mar es -2.23 grados Celsius.