krioskopia - omówienie - Temperatura krzepnięcia roztworu

Nasza ocena:

3
Pobrań: 98
Wyświetleń: 1260
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
krioskopia - omówienie - Temperatura krzepnięcia roztworu  - strona 1 krioskopia - omówienie - Temperatura krzepnięcia roztworu  - strona 2

Fragment notatki:

KRIOSKOPIA
Jedną z konsekwencji prawa Raoulta jest obniżenie temperatury krzepnięcia rozcieńczonego roztworu substancji nielotnej (znikoma prężność pary substancji rozpuszczonej, czyli można założyć, że para nad roztworem jest jednoskładnikowa) w stosunku do temperatury krzepnięcia czystego rozpuszczalnika. Obniżenie to jest proporcjonalne do stężenia molarnego substancji rozpuszczonej, a współczynnik proporcjonalności w tej zależności to tzw. stała krioskopowa K.
ΔTk = K·m = K· ms - masa substancji rozpuszczonej mr - masa rozpuszczalnika
Ms - masa molowa substancji rozpuszczonej
Stała krioskopowa ma wymiar temperatury, oznacza obniżenie temperatury krzepnięcia roztworu o stężeniu molarnym = 1 [mol/kg] i zależy tylko od rodzaju rozpuszczalnika. Wartość stałej K można także wyliczyć z równania: Zależność prężności pary rozpuszczalnika nad czystym rozpuszczalnikiem (p0r), roztworem (pr) i fazą stałą (p0r st) od temperatury.
Temperatura krzepnięcia roztworu (temperatura, w której, pod ciśnieniem atmosferycznym, fazy ciekła i stała pozostają w równowadze; inaczej: temperatura, w której z roztworu wydzielają się kryształy stałego rozpuszczalnika) jest niższa od temperatury krzepnięcia czystego rozpuszczalnika o ΔTk = T0k - Tk. Stosując dwukrotnie równanie Clauciusa-Clapeyrona w postaci: dla linii sublimacji: i dla linii parowania: można wyprowadzić wzór na stałą krioskopową. Dodając powyższe zależności stronami i oznaczając prężność pary nad czystym rozpuszczalnikiem w temperaturze wrzenia T0k przez p0r oraz prężność pary nad roztworem w tej samej temperaturze T0k przez pr otrzymujemy: .
Z prawa Hessa wynika: ΔHsub - ΔHpar = ΔHtop i w przybliżeniu Tk·T0k = T0k2, więc: .
W przypadku roztworu idealnie rozcieńczonego dla rozpuszczalnika spełnione jest prawo Raoulta: prężność pary nad roztworem jest równa prężności pary nad czystym rozpuszczalnikiem pomnożonej przez ułamek molowy rozpuszczalnika w roztworze (pr = p0rּxr). Wynika z tego, że wielkość ln można zastąpić przez -lnxr. Rozwijając funkcję logarytmiczną w szereg potęgowy i zatrzymując tylko dwa pierwsze jego wyrazy otrzymujemy, że -lnxr 1 - xr = xs.. W przypadku roztworów rozcieńczonych xs = . Jeżeli molarność roztworu o masie molowej Mr wynosi m, to: ns = m, nr = , xs = .
Ostatecznie dla idealnego roztworu rozcieńczonego otrzymuje się wzór kriometryczny: → K = = ΔHtop jest entalpią topnienia 1 kg rozpuszczalnika natomiast, a Δ top jest jego entalpią molową.
Powyższy wzór został wyprowadzony przy założeniu, że faza gazowa spełnia równanie stanu gazów doskonałych, a faza ciekła stanowi idealny roztwór rozcieńczony. Ponad to zarówno rozpuszczalnik jak i substancja rozpuszczona nie mogą w roztworze dysocjować.

(…)

… - największe stałe wykazują te rozpuszczalniki, których cząsteczki mają kształt zbliżony do kuli i które mają anomalnie wysokie temperatury topnienia i niskie wartości ciepła topnienia.
Istotnym warunkiem poprawności oznaczenia masy molowej metodą kriometryczna jest, aby roztwór, jaki tworzy badana substancja, był roztworem idealnym. W przypadku roztworów rzeczywistych potencjał chemiczny rozpuszczalnika…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz