Liuos
Valitse liuotin tai syötä kryoskooppinen vakio Kf itse. Anna liuenneen aineen molaalisuus (mol/kg) ja van 't Hoffin kerroin i (hiukkasia per kaavayksikkö).
i (yleisiä):
Jäätymispisteen alenema -laskuri
Laske liuoksen jäätymispisteen alenema molaalisuuden ja liuottimen vakion avulla kaavalla ΔTf = Kf · b · i.
Tulokset
Jäätymispisteen alenema -laskuri – kolligatiivinen ominaisuus
Tällä laskurilla lasket, kuinka paljon liuenneen aineen lisääminen laskee liuottimen jäätymispistettä. Laskuri käyttää kaavaa ΔTf = Kf · b · i. Voit valita liuottimen vakion tai syöttää sen itse, ja saat sekä jäätymispisteen aleneman että uuden jäätymispisteen. Ilmiö selittää muun muassa tiesuolan toiminnan.
Mikä on jäätymispisteen alenema?
Jäätymispisteen alenema on yksi kolligatiivisista ominaisuuksista. Ne riippuvat vain liuenneiden hiukkasten lukumäärästä, eivät niiden laadusta. Kun liuottimeen lisätään ainetta, sen jäätymispiste laskee, koska liuenneet hiukkaset häiritsevät kiderakenteen muodostumista.
Kaava
Jäätymispisteen alenema on suoraan verrannollinen molaalisuuteen.
ΔTf = Kf · b · i
Kaavassa ΔTf on jäätymispisteen alenema (°C tai K), Kf liuottimen kryoskooppinen vakio, b molaalisuus (mol/kg) ja i van 't Hoffin kerroin. Vedelle Kf = 1,86 °C·kg/mol ja jäätymispiste 0 °C.
Vaiheittainen esimerkki
Kuinka paljon 1,0 mol/kg keittosuolaliuoksen (NaCl) jäätymispiste laskee vedessä?
- Selvitä van 't Hoffin kerroin: NaCl hajoaa kahdeksi ioniksi, joten i = 2.
- Sijoita kaavaan: ΔTf = 1,86 × 1,0 × 2.
- Jäätymispisteen alenema on 3,72 °C, joten liuos jäätyy −3,72 °C:ssa.
Liuottimien kryoskooppisia vakioita
- Vesi: Kf = 1,86 °C·kg/mol, jäätymispiste 0 °C
- Etikkahappo: Kf ≈ 3,90 °C·kg/mol
- Bentseeni: Kf ≈ 5,12 °C·kg/mol
Yksiköt
Molaalisuus annetaan yksikössä mol/kg ja kryoskooppinen vakio yksikössä °C·kg/mol, jolloin alenema saadaan celsiusasteina (sama kuin kelvineinä lämpötilaerona). Van 't Hoffin kerroin on yksikötön. Molaalisuus lasketaan liuottimen massasta.
Yleisiä sudenkuoppia
- Käytä molaalisuutta (mol/kg), älä molaarisuutta (mol/l).
- Muista van 't Hoffin kerroin ioniyhdisteille – CaCl₂ tuottaa kolme hiukkasta.
- Vähennä alenema liuottimen jäätymispisteestä saadaksesi uuden jäätymispisteen.
Mihin laskuria käytetään?
Jäätymispisteen alenema on osa lukion kemian (KE) liuosten ja kolligatiivisten ominaisuuksien käsittelyä. Se selittää tiesuolan ja jäänestoaineiden toiminnan ja sitä käytetään myös molaalimassan määrittämiseen. Vastaava ilmiö toiseen suuntaan on kiehumispisteen nousu.
Usein kysytyt kysymykset
Mikä on jäätymispisteen alenema?
Jäätymispisteen alenema on kolligatiivinen ominaisuus: liuokseen liuotettu aine laskee liuottimen jäätymispistettä. Ilmiö riippuu vain liuenneiden hiukkasten määrästä. Tästä syystä suolavesi jäätyy puhdasta vettä matalammassa lämpötilassa.
Miten jäätymispisteen alenema lasketaan?
Käytä kaavaa ΔTf = Kf · b · i, jossa Kf on liuottimen kryoskooppinen vakio, b liuenneen aineen molaalisuus (mol/kg) ja i van't Hoffin kerroin. Vedelle Kf on 1,86 °C·kg/mol. Uusi jäätymispiste saadaan vähentämällä alenema puhtaan liuottimen jäätymispisteestä.
Miksi tiesuola sulattaa jään?
Tiesuola (yleensä NaCl tai CaCl₂) liukenee jään pinnalla olevaan veteen ja laskee liuoksen jäätymispistettä. Kun jäätymispiste laskee ympäristön lämpötilan alapuolelle, jää sulaa. Sama ilmiö kuvataan jäätymispisteen aleneman kaavalla.
Mikä on van't Hoffin kerroin i?
Van't Hoffin kerroin i kertoo, montako hiukkasta yksi liuennut kaavayksikkö tuottaa. Molekyyliyhdisteillä, kuten sokerilla, i = 1. Ioniyhdisteillä se vastaa hajoavien ionien määrää: NaCl antaa i = 2 ja CaCl₂ ihanteellisesti i = 3, mikä tekee siitä tehokkaan sulattajan.
Mitä eroa on molaalisuudella ja molaarisuudella?
Molaalisuus b ilmaisee liuenneen aineen ainemäärän liuottimen massaa kohti (mol/kg), kun taas molaarisuus c ilmaisee sen liuoksen tilavuutta kohti (mol/l). Kolligatiivisissa laskuissa käytetään molaalisuutta, koska se ei muutu lämpötilan mukana.
Oliko tästä laskurista apua?