Τι είναι η διαλυμένη ουσία και πώς επηρεάζουν το σημείο κατάψυξης ενός υγρού;

Διαλυμένες ουσίες και κατάθλιψη σημείου κατάψυξης

Τι είναι οι διαλυμένες ουσίες;

Οι διαλυτές είναι ουσίες που διαλύονται σε ένα διαλύτη για να σχηματίσουν μια λύση. Σκεφτείτε το έτσι:

* διαλύτης: Το υγρό που κάνει τη διάλυση (π.χ. νερό).

* Διαλυμένη ουσία: Η ουσία που διαλύεται (π.χ. ζάχαρη, αλάτι).

* Λύση: Το μείγμα του διαλύτη και της διαλελυμένης ουσίας (π.χ. νερό ζάχαρης, αλμυρό νερό).

Πώς οι διαλυμένες ουσίες επηρεάζουν το σημείο κατάψυξης

Οι διαλυτές έχουν μια συναρπαστική επίδραση στο σημείο κατάψυξης ενός υγρού. Προκαλούν κάτι που ονομάζεται κατάθλιψη σημείων κατάψυξης . Αυτό σημαίνει ότι το σημείο κατάψυξης μιας λύσης είναι χαμηλότερο από το σημείο κατάψυξης του καθαρού διαλύτη. Εδώ είναι γιατί:

1. Διαταραχή του σχηματισμού κρυστάλλων: Όταν ένα υγρό παγώνει, τα μόρια του οργανώνονται σε μια εξαιρετικά οργανωμένη, κρυσταλλική δομή. Οι διαλυτές διαταράσσουν αυτή τη διαδικασία, παρεμποδίζοντας τα μόρια του διαλύτη που σχηματίζουν αυτούς τους δεσμούς.

2. Μείωση της πίεσης ατμών: Οι διαλυμένες ουσίες μειώνουν επίσης την πίεση ατμών του διαλύματος. Η πίεση ατμών είναι η πίεση που ασκείται από τον ατμό ενός υγρού σε ισορροπία με την υγρή φάση του. Μια χαμηλότερη πίεση ατμών σημαίνει ότι το διάλυμα απαιτεί χαμηλότερη θερμοκρασία για να παγώσει.

3. Εξίσωση κατάθλιψης σημείου κατάψυξης: Η ποσότητα της κατάθλιψης σημείων κατάψυξης είναι άμεσα ανάλογη με τη συγκέντρωση της διαλελυμένης ουσίας. Αυτό μπορεί να περιγραφεί από την ακόλουθη εξίσωση:

Δtf =kf * m

* Δtf =αλλαγή στο σημείο κατάψυξης

* KF =κρυοσκοπική σταθερά (ιδιότητα του διαλύτη)

* Μ =Μολικότητα του διαλύματος (γραμμομορείς διαλυμένης ουσίας ανά χιλιόγραμμο διαλύτη)

Παραδείγματα

* αλάτι και πάγο: Το αλάτι είναι μια διαλυμένη ουσία που μειώνει το σημείο κατάψυξης του νερού. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το αλάτι χρησιμοποιείται για να λιώσει τον πάγο στους δρόμους το χειμώνα. Το αλάτι διαλύεται στο λεπτό στρώμα του νερού στον πάγο, μειώνοντας το σημείο κατάψυξης και προκαλώντας το να λιώσει.

* Antifreeze: Το αντιψυκτικό είναι μια διαλυμένη ουσία που προστίθεται στα καλοριφέρ αυτοκινήτων για να αποτρέψει το ψυκτικό από το ψυκτικό κατάψυξη σε κρύο καιρό.

Συνοπτικά:

Οι διαφυσικές ουσίες διαταράσσουν τη διαδικασία κατάψυξης των υγρών, προκαλώντας τη μείωση του σημείου κατάψυξης. Αυτό το αποτέλεσμα, γνωστό ως κατάθλιψη σημείων κατάψυξης, είναι άμεσα ανάλογη με τη συγκέντρωση της διαλελυμένης ουσίας. Αυτή η αρχή έχει πολλές πρακτικές εφαρμογές, από την απομάκρυνση δρόμων για τη διατήρηση των θερμαντικών κυμάτων αυτοκινήτων από την κατάψυξη.