Krioszkópia

A krioszkópia ( görögül κρύο - hideg és görögül σκοπέω nézem) megoldások tanulmányozására szolgáló módszer, amely egy oldat fagyáspont-depressziójának ( angolul Freezing-point depressioon ) mérésén alapul, összehasonlítva a tiszta oldószer fagyáspontjával . F. Raul javasolta 1882 -ben .

Egy nem illékony anyag oldatának gőznyomását szinte teljesen meghatározza az oldószer gőznyomása, és az egyenlettel fejezhető ki ( Raoult törvénye szerint ):

p_{1}=p_{1}^{0}\cdot x_{1}

ahol az oldószer mólhányada.

x_{1}

Látható, hogy ez alacsonyabb, mint a tiszta oldószer gőznyomása, és az oldott anyag koncentrációjának növekedésével csökken.

Ugyanakkor, amikor az oldat megfagy, a szilárd fázis feletti gőznyomásnak meg kell egyeznie a folyadék gőznyomásával. Ha egy oldat megfagyásakor tiszta oldószer szabadul fel, akkor a folyékony oldat gőznyomásának meg kell egyeznie a szilárd , tiszta oldószer gőznyomásával. Amint fentebb látható, az oldat gőznyomása alacsonyabb, mint a tiszta folyékony oldószer gőznyomása, és ennek következtében az oldat fagyáspontjának megfelelő egyensúly alacsonyabb hőmérsékleten jön létre, mint a tiszta oldószeré. Ennek a jelenségnek nagy jelentősége van a természetben és a technikában.

A fenti kifejezésből (Raoult-törvény) a Clapeyron-Clausius egyenlet figyelembevételével kimutatható [1] , hogy a kristályosodási hőmérséklet változása híg oldatok esetén a következő képlettel számítható ki: ${\displaystyle \Delta T_{cr))$

\Delta T_{cr}=\left[{\frac {R\cdot (T_{cr}^{0})^{2}M_{1}}{\Delta H_{cr}\cdot \rho _{1}}}\jobbra]\cdot n_{2}

hol a fagyás (kristályosodás) entalpiája;

{\displaystyle \Delta H_{cr))

M_{1}

az oldószer moláris tömege;

\rho_{1}

az oldószer sűrűsége;

n_{2}

az oldott anyag moláris koncentrációja .

Itt a szögletes zárójelben lévő kifejezés csak az oldószer jellegétől függ - ez az úgynevezett krioszkópikus oldószerkonstans k:

{\displaystyle \Delta T_{cr}=k\cdot n_{2))

Víznél k = 1,86 K, vasnál 110 K [1] .

A méréssel meg lehet határozni az oldott anyag moláris tömegét a következő kifejezéssel: ${\displaystyle \Delta T_{cr))$

{\displaystyle M_{2}={\frac {k\cdot a}{\Delta T_{cr))))

ahol a az oldott anyag grammjainak száma 1000 gramm oldószerben.

A krioszkópia segítségével meghatározható az oldószer aktivitása a [2] aránynak megfelelően :

\ln a_{1}=-{\frac {\Delta H_{cr}}{RT_{cr}^{0}T_{cr}}}\Delta T_{cr}

Ezenkívül a krioszkópia segítségével meghatározható a gyenge elektrolitok disszociációs foka, az anyag tisztasága, tanulmányozható az oldatokban lévő komplexképződés stb.

Lásd még

Jegyzetek

↑ 1 2 Patrov B. V., Sladkov I. B. Fizikai. 1. rész: tankönyv. juttatás. - Szentpétervár. : Politechnikai Könyvkiadó. un-ta, 2009. - 127 p.
↑ Krasznov K. S., Vorobjov N. K., Godnev I. N. és mások Fizikai kémia. 2 könyvben. Könyv. 1. Az anyag szerkezete. Termodinamika: Proc. egyetemek számára. - 2. kiadás, átdolgozva. és további - M .: Magasabb. iskola, 1995. - 512 p. — ISBN 5-06-002913-1