Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Waarom verlaagt NaCl het vriespunt van water met twee keer zoveel sucrose?

Je hebt gelijk, NaCl verlaagt het vriespunt van water met * ongeveer * twee keer zoveel als sucrose, maar het is niet precies twee keer. Dit is waarom:

Point Point Depression

Bevriezende puntdepressie is een colligatieve eigenschap, wat betekent dat het afhankelijk is van het * aantal * van opgeloste stofdeeltjes in een oplossing, niet op de specifieke identiteit.

* meer deeltjes =grotere depressie: Hoe meer opgeloste deeltjes u toevoegt aan een oplosmiddel, hoe meer u het vermogen van het oplosmiddel verstoort om een ​​vaste roosterstructuur te vormen, wat leidt tot een lager vriespunt.

Dissociatie versus niet-dissociatie

* NaCl: Wanneer NaCl oplost in water, dissocieert het * in twee ionen:Na+ en Cl-. Dit betekent dat één mol NaCl twee mol deeltjes in oplossing produceert.

* sucrose: Sucrose daarentegen is een moleculaire verbinding die * niet * in water dissocieert. Eén mol sucrose blijft als één mol deeltjes in oplossing.

De "van't hoff -factor"

De "van't hoff -factor" (i) verklaart het aantal deeltjes dat een opgeloste stof in oplossing produceert:

* i =1 voor niet-dissociatieve opgeloste stoffen zoals sucrose.

* i =2 voor NaCl (en andere ionische verbindingen die dissociëren in twee ionen).

De vergelijking

Het vriespuntdepressie (ATF) wordt berekend met behulp van de volgende vergelijking:

Δtf =i * kf * m

waar:

* KF is het vriespuntdepressieconstante voor het oplosmiddel (in dit geval water)

* M is de molaliteit van de oplossing (mol opgeloste stof per kilogram oplosmiddel)

Waarom niet precies twee keer?

Hoewel de "I" -factor voor NaCl 2 is en voor sucrose 1 is, is de werkelijke vriespuntdepressie misschien niet precies twee keer zoveel. Dit is waarom:

* ionische interacties: De ionen in NaCl -oplossing kunnen enkele interacties met elkaar hebben, waardoor hun effectieve aantal deeltjes wordt verminderd.

* concentratie -effecten: De depressie van het vriespunt wordt minder evenredig met de molaliteit bij hogere concentraties.

Samenvattend:

NaCl verlaagt het vriespunt van water meer dan sucrose omdat het dissocieert in twee deeltjes per formule -eenheid, terwijl sucrose blijft als één deeltje. De werkelijke depressie is echter mogelijk niet exact twee keer vanwege factoren zoals ionische interacties en concentratie -effecten.