Кріоскопія

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Версія від 10:28, 29 липня 2017, створена Олег.Н (обговорення | внесок) (категоризація)
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Кріоскопі́я (рос. криоскопия, англ. cryoscopy) — метод дослідження розбавлених розчинів, що ґрунтується на вимірюванні пониження температури замерзання розчину нелеткої сполуки порівняно з температурою замерзання чистого розчинника. Використовується, зокрема, для визначення молекулярної маси речовин, міжмолекулярної взаємодії компонентів у розчинах (розчинене—розчинене, розчинене—розчинник).

Кількісний зв'язок між пониженням температури замерзання розчинника у розчині і концентрацією розчиненої речовини

При рівновазі хімічні потенціали розчинника у розчині і твердому стані рівні між собою:

В розчинах, що підпорядковуються закону Рауля

,
де -активність розчинника, -мольна частка.

Виходячи з цього можна отриматио:

,
де -зміна енергії Гіббса при кристалізації розчинника.

Продиференціювавши рівняння за температурою з використанням рівняння Гіббса-Гельмгольца:

,
де  — теплота плавлення твердого розчинника.

Інтегруванея рівняння від температури кристалізації чистого розчинника (при цьому ) до температури кристалізації розчинника у розчині з концентрацією дає:

Зменшення температури кристалізації невелике, і приблизно можна прийняти, що добуток . Тоді

Замінивши мольну частку розчинника через мольну частку розчиненої речовини :

Враховуючи, що  — мала величина, можна розкласти в ряд, обмежившись першим членом розкладання:

Оскільки у розбавлених розчинах і , то

,
де і -молярна маса і маса розчинника у розчині відповідно,  — моляльність розчину.

Підставивши значення у рівняння:

де  — кріоскопічна стала, або молярне пониження температури кристалізації. Вона не залежить від природи розчиненої речовини, а лише від даного розчинника.[1]

Використання

Кріоскопію застосовують для визначення:

  1. кріоскопічної сталої, якщо відома молярна маса розчиненого неелектроліту:
  2. молярної маси розчиненого неелектроліту, якщо відома кріоскопічна стала:
  3. коефіцієнт Вант-Гоффа:
  4. коефіцієнта активності розчинника.
  5. концентрації розчиненого неелектроліта.

Див. також

Примітки

  1. Лебідь, Валентин Ілліч (2008). Фізична хімія. Харків: Гімназія. с. 111–113. ISBN 9789668319945. 

Джерела

Посилання