Różnica między obniżeniem temperatury zamarzania a wysokością temperatury wrzenia

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 13:47

Kluczowa różnica – depresja punktu zamarzania a wysokość punktu wrzenia

Obniżenie temperatury zamarzania powoduje zamarzanie roztworu w niższej temperaturze niż temperatura zamarzania czystego rozpuszczalnika z powodu dodania substancji rozpuszczonych. Podwyższenie temperatury wrzenia powoduje wrzenie roztworu w wyższej temperaturze niż temperatura wrzenia czystego rozpuszczalnika z powodu dodania substancji rozpuszczonych. Dlatego kluczowa różnica między obniżeniem temperatury zamarzania a podwyższeniem temperatury wrzenia polega na tym, że obniżenie temperatury zamarzania obniża temperaturę zamarzania roztworu, podczas gdy podwyższenie temperatury wrzenia zwiększa temperaturę wrzenia roztworu.

Obniżenie temperatury zamarzania i podwyższenie temperatury wrzenia to wspólne właściwości materii. Oznacza to, że zależą one tylko od ilości substancji rozpuszczonych, a nie od natury substancji rozpuszczonej.

Co to jest depresja punktu zamarzania?

Obniżenie temperatury zamarzania to obniżenie temperatury zamarzania rozpuszczalnika spowodowane dodaniem substancji rozpuszczonej do rozpuszczalnika. Jest to własność koligacyjna. Oznacza to, że obniżenie temperatury zamarzania zależy tylko od ilości substancji rozpuszczonych, a nie od charakteru substancji rozpuszczonej. Gdy nastąpiło obniżenie temperatury krzepnięcia, temperatura krzepnięcia rozpuszczalnika spada do wartości niższej niż w przypadku czystego rozpuszczalnika. Obniżenie temperatury zamarzania powoduje, że woda morska pozostaje w stanie ciekłym nawet przy 0°C (temperatura zamarzania czystej wody). Obniżenie temperatury zamarzania można podać poniżej.

ΔT_f=T_{f(rozpuszczalnik)} – T_{f(rozwiązanie)}

Lub

ΔT_f=K_fm

W tym

• ΔT_{f to depresja punktu zamarzania,}
• T_{f(rozpuszczalnik) to temperatura zamarzania czystego rozpuszczalnika}
• T_{f(rozwiązanie)to temperatura zamarzania roztworu (rozpuszczalnik + substancje rozpuszczone)}
• K_{f to stała depresji punktu zamarzania}
• m to molowość roztworu.

Jednak dodana substancja rozpuszczona powinna być nielotną substancją rozpuszczoną, jeśli nie, substancja rozpuszczona nie wpływa na temperaturę zamarzania rozpuszczalnika, ponieważ łatwo ulatnia się. Nie tylko dla roztworów, ale ta koncepcja może być również wykorzystana do wyjaśnienia zmian temperatury zamarzania mieszanin stałych. Drobno sproszkowany stały związek ma niższą temperaturę zamarzania niż czysty stały związek, gdy obecne są zanieczyszczenia (mieszanina ciało stałe-ciało stałe).

Temperatura zamarzania to temperatura, w której prężność pary rozpuszczalnika i prężność pary formy stałej tego rozpuszczalnika są równe. Jeżeli do tego rozpuszczalnika dodaje się nielotną substancję rozpuszczoną, ciśnienie pary czystego rozpuszczalnika spada. Wtedy stała postać rozpuszczalnika może pozostawać w równowadze z rozpuszczalnikiem nawet w niższych temperaturach niż normalna temperatura zamarzania.

Co to jest wysokość punktu wrzenia?

Podwyższenie temperatury wrzenia to wzrost temperatury wrzenia rozpuszczalnika w wyniku dodania substancji rozpuszczonej do rozpuszczalnika. Tutaj temperatura wrzenia roztworu (po dodaniu substancji rozpuszczonych) jest wyższa niż czystego rozpuszczalnika. Stąd temperatura, w której roztwór zaczyna wrzeć, jest wyższa niż temperatura zwykła.

Rysunek 01: Różnice w temperaturze zamarzania i wrzenia między czystym rozpuszczalnikiem a roztworami (rozpuszczalnik + substancje rozpuszczone)

Jednak dodana substancja rozpuszczona powinna być nielotną substancją rozpuszczoną, w przeciwnym razie substancja rozpuszczona ulotni się, a nie rozpuści w rozpuszczalniku. Wysokość punktu wrzenia jest również właściwością koligatywną, więc zależy tylko od ilości substancji rozpuszczonych (nie od natury substancji rozpuszczonej).

ΔT_b=T_{b(rozpuszczalnik)} – T_{b(rozwiązanie)}

Lub

ΔT_b=K_bm

W tym

• ΔT_{b to podniesienie temperatury wrzenia}
• T_{b(rozpuszczalnik) jest temperaturą wrzenia czystego rozpuszczalnika}
• T_{b(roztwór)to temperatura wrzenia roztworu (rozpuszczalnik + substancje rozpuszczone)}
• K_{b to stała podniesienia temperatury wrzenia}
• m to molowość roztworu

Typowym przykładem tego zjawiska jest temperatura wrzenia wodnego roztworu soli. Roztwór soli wrze w temperaturze wyższej niż 100°C (temperatura wrzenia czystej wody).

Jaka jest różnica między obniżeniem temperatury zamarzania a wysokością punktu wrzenia?

Punkt zamarzania a wysokość punktu wrzenia
Obniżenie temperatury zamarzania to obniżenie temperatury zamarzania rozpuszczalnika spowodowane dodaniem substancji rozpuszczonej do rozpuszczalnika.	Podwyższenie temperatury wrzenia to wzrost temperatury wrzenia rozpuszczalnika w wyniku dodania substancji rozpuszczonej do rozpuszczalnika.
Temperatura
Obniżenie temperatury zamarzania obniża temperaturę zamarzania roztworu.	Podwyższenie temperatury wrzenia zwiększa temperaturę wrzenia roztworu.
Zasada
Obniżenie temperatury zamarzania powoduje zamarzanie roztworu w niższej temperaturze niż czysty rozpuszczalnik.	Podwyższenie temperatury wrzenia powoduje, że roztwór wrze w wyższej temperaturze niż czysty rozpuszczalnik.
Równanie
Obniżenie temperatury zamarzania jest określone przez ΔTf=Tf(rozpuszczalnik) – Tf(rozwiązanie) lub ΔTf=Kfm.	Wzniesienie punktu wrzenia ΔTb=Tb(rozpuszczalnik) – Tb(rozwiązanie) lub ΔTb=Kbm.

Podsumowanie – Depresja punktu zamarzania a wysokość punktu wrzenia

Obniżenie temperatury zamarzania i podwyższenie temperatury wrzenia to dwie główne cechy koligatywne materii. Różnica między obniżeniem temperatury zamarzania a podwyższeniem temperatury wrzenia polega na tym, że obniżenie temperatury zamarzania obniża temperaturę zamarzania roztworu, podczas gdy podwyższenie temperatury wrzenia zwiększa temperaturę wrzenia roztworu.