Como diminuir e calcular pontos de congelamento de solventes

Uma propriedade importante que você pode calcular a partir molalidade é depressão do ponto de congelamento.

Quando você adiciona soluto a um solvente, ele reduz seu ponto de congelamento. É por isso que você polvilhe sal nas calçadas geladas. O sal se mistura com o gelo e diminui seu ponto de congelamento. Se este novo ponto de congelação é menor do que a temperatura exterior, o gelo derrete, eliminando os wipeouts espectaculares de modo comum em calçadas sem sal. Quanto mais frio é do lado de fora, a mais de sal que necessita para derreter o gelo e baixar o ponto de congelação até abaixo da temperatura ambiente.

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Congelamento depressões pontuais são diretamente proporcional à molalidade de uma solução, mas os químicos descobriram que alguns solventes são mais suscetíveis a esta mudança do que outros. A fórmula para a mudança do ponto de congelamento de uma solução, portanto, contém uma constante de proporcionalidade, abreviado Kf, que é uma propriedade que é determinada experimentalmente. A tabela lista vários comum K_f valores.

Comum K_f valores

Solvente	Kf em Graus C /m	Ponto de Congelamento em Graus C
Ácido acético	3,90	16,6
Benzeno	5.12	5.5
Cânfora	37,7	179,0
Tetracloreto de carbono	30,0	-23,0
ciclohexano	20,2	6,4
Etanol	1.99	-114,6
Fenol	7,40	41,0
agua	1,86	0.0

A fórmula para a depressão do ponto de congelação é

Onde m é molalidade. Observe o uso da letra grega delta

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na fórmula para indicar que você está calculando um mudar em o ponto de congelamento, e não o próprio ponto de congelamento. Para calcular o novo ponto de congelamento de um composto, você deve subtrair a mudança no ponto de congelamento do ponto de congelamento do solvente puro.

Adição de uma impureza a um solvente altera as suas propriedades físicas através dos efeitos combinados de elevação do ponto de ebulição e de congelação depressão ponto. É por isso que você raramente vê corpos de água salgada congelada. O sal nos oceanos baixa o ponto de congelação da água, tornando a fase líquida capaz de sustentar a temperaturas ligeiramente abaixo de 0 graus Celsius.

Aqui‘s um exemplo: cada kg de água do mar contém cerca de 35 g de sais dissolvidos. Partindo do princípio de que todos estes sais são cloreto de sódio, que é o ponto de congelação da água do mar?

Começar pela conversão gramas de sal de moles para descobrir a molaridade. Uma mole de NaCl é equivalente a 58,4 g, de modo que 35 g é equivalente a 0,60 mole de NaCl. É preciso multiplicar este número por dois para compensar o facto do cloreto de sódio dissocia-se em dois iões em água, de modo que esta solução contém 1,20 moles de partículas. Em seguida, encontrar a molaridade da solução dividindo este número de moles pela massa do solvente (1 kg), dando uma solução de 1,20 m. Última, procure o K_f de água em cima da mesa e ligar todos estes valores na equação para a depressão do ponto de congelação:

Como este valor é meramente a depressão do ponto de congelamento, você deve subtrair o ponto de congelamento do soluto puro para obter

Assim, o ponto de congelação da água do mar é -2.23 graus Celsius.