מהי קריוסקופיה?

קריוסקופיה הוא מאפיין קולגטיבי החוקר את הורדת נקודת הקפאה (נקודת התכה) של ממס על ידי תוספת של מומס שאינו נדיף כגון נתרן כלורי או סוכרוז.

OBS.: תכונות קולגטיביות הם מגדירים חלק מכימיה החוקר את התנהגות הממיס, ביחס להתמצקות, רתיחה ואוסמוזה, כאשר מוסיפים לו מומס שאינו נדיף.

נקודת ההיתוך של מים, למשל, היא 0 ^אוC, כלומר מים קופאים בטמפרטורות מתחת ל -0 ^אוÇ. עם זאת, אם נוסיף 180 גרם נתרן כלורי (NaCl) ל- 500 מ"ל מים, הוא יקפא רק בטמפרטורות מתחת ל -22.89. ^אוÇ.

נוכחות של מים נוזליים באזור עם טמפרטורות מתחת ל -0 ^אוÇ

בתמונה שלמעלה אנו רואים מים נוזליים באנטארקטיקה, אזור של כדור הארץ שטמפרטורותיו יכולות להגיע ל -30 ^אוÇ. דרך המחקר של קריוסקופיה, ניתן היה להבין מדוע מים נוזליים באזור זה. ההצדקה היא הימצאות מלחים במים, מה שמוריד את נקודת הקפאה שלהם.

נוסחה לחישוב בקריוסקופיה

הנוסחה לביצוע החישובים ב- קריוסקופיה é:

? tc = Kc. W

• אה = הוא הווריאציה של טמפרטורת הקפאה או הורדת נקודת ההתמצקות;
• Kc = קבוע קריוסקופי או קריומטרי;
• W = מולליות.

לכל אחד מהמונחים הקיימים בנוסחה הכללית של קריוסקופיה יש נוסחאות ספציפיות, כפי שניתן לראות להלן:

a)? tc (טמפרטורת הקפאה נמוכה יותר)

מכיוון ש- tc הוא וריאציה (?), הוא יכול לבוא לידי ביטוי כחיסור בין נקודת הקפאה של הממס הטהור (θ₂) ונקודת הקפאה של הממיס בתמיסה (θ):

? tc = θ₂- θ

ב) Kc (קבוע קריוסקופי)

הקבוע הקריוסקופי הוא ספציפי לכל סוג של ממס, כלומר לכל ממס יש את הקבוע שלו. ניתן לחשב אותו באמצעות הנוסחה הבאה:

Kc = RT₂
1000.Lf

• R = קבוע גז כללי (0.082 ב atm ו 62.3 ב mmHg);
• T = טמפרטורת התמצקות ממס;
• Lf = חום סמוי של היתוך.

ג) W (מולליות)

מולליות היא שיטת ריכוז של תמיסות ויש לה את הנוסחה הבאה:

W = M₁
M₁.M₂

M₁ = מסת המומס (בגרמים);

M₁ = מסת טוחנת של מומס (g / mol);

M₂ = מסת הממס (בק"ג).

לכן, מהנוסחאות לעיל אנו יכולים לכתוב את הנוסחה לחישובים בקריוסקופיה באופן הבא:

θ₂- θ = Kc. M₁
M₁.M₂

מומס יוני וההשפעה הקריוסקופית

מומס יוני הוא כל חומר שבמים יכול לעבור תהליכי יינון (ייצור יונים) או דיסוציאציה (שחרור יונים), מה שמגדיל את כמות החלקיקים בממיס.

לכן, בכל פעם שאנחנו מבצעים חישובים ב- קריוסקופיה, בשל הימצאותו של מומס שאינו נדיף בעל אופי יוני, חובה להשתמש בגורם התיקון Van't Hoff (i), כמו בביטוי הבא:

? tc = Kc. W.i

דוגמא לחישוב בקריוסקופיה

(UFMA) מצא את הנוסחה המולקולרית לגופרית בידיעה שהוספת 0.24 גרם ממנה ל- 100 גרם פחמן טטרכלוריד מורידה את טמפרטורת ההקפאה של CCl₄ על ידי 0.28 מעלות צלזיוס. נתונים: Kc (CCl₄29.8 K.kg.mol-1.

הנתונים המסופקים על ידי ההצהרה:

M₁ = 0.24 גרם;

M₂ = 100 גרם או 0.1 ק"ג (לאחר חלוקת המסה המסופקת ב- 1000);

? tc = 0.28 ^אוÇ;

נוסחת חומר =?

M₁ = ?

1^או שלב: לקבוע את ערך המסה המולקולרית מתוך הנתונים המסופקים.

? tc = Kc. M₁
M₁.M₂

0,28 = 29,8.0,24
M₁.0,1

0.28.0.1M₁ = 29,8.0,24

0.028 מ '₁ = 7,152

M₁ = 7,152
0,028

M₁ = 255.4 גרם למול

2^או שלב: לקבוע את הנוסחה המולקולרית (נוצרת רק על ידי אטומי גופרית - S_לא) על ידי חלוקת המסה שנמצאה ב- 32 גרם למול, שהיא מסת הגופרית.

n = 255,4
0,028

n = 7.981

או, בעיגול, n = 8

לכן הנוסחה המולקולרית של התרכובת היא S₈.

על ידי. דיוגו לופס דיאס

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-crioscopia.htm