Donma Noktası Alçalması ve Kaynama Noktası Yükselmesi

Bir sıvının buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklık, kaynama noktası olarak bilinir. Uçucu olmayan bir çözünen maddenin eklenmesi, bir çözücünün buhar basıncını düşürdüğünden, bir çözelti, buhar basıncını atmosfer basıncına eşit bir noktaya yükseltmek için daha yüksek bir sıcaklığa ihtiyaç duyar. Böylece bir çözeltinin kaynama noktası saf bir çözücününkinden daha büyüktür.

Buharlaşmadaki bu değişimler, bir faz diyagramı kullanılarak bir dizi sıcaklık ve basınç eğrisi üzerinden incelenebilir. Bir çözelti, tüm sıcaklıklarda saf çözücüye göre daha düşük bir buhar basıncına sahiptir. Dolayısıyla, çözeltinin buharlaşma eğrisi çözücününkinin altında kalacaktır.

1 atm'de eğri, saf çözücünün kaynama noktasından daha yüksek bir sıcaklığa karşılık gelir. Saf çözücününkine kıyasla çözeltinin kaynama noktasındaki artış, kaynama noktası yükselmesi olarak bilinir. Bir çözeltinin kaynama noktası, koligatif bir özelliktir.

Sıcaklık artışı veya ΔTb, çözünen madde konsantrasyonu ile doğru orantılıdır ve çözünen maddenin molalitesi ile molal kaynama noktası yükselme sabitinin çarpılmasıyla hesaplanabilir. Kaynama noktası yükselme sabiti, molalite başına Santigrat derece birimine sahiptir ve her çözücü için farklıdır. Su için sabit molal başına 0, 512 Santigrat derecedir.

Bu nedenle, 2, 00 molal sulu çözelti, suyun kaynama noktasını 1, 02 santigrat derece artırarak 101, 02 Santigrat dereceye çıkaracaktır. Uçucu olmayan bir çözünen maddenin eklenmesi, saf bir çözücününkine kıyasla çözeltinin donma noktasını da düşürür. Üçlü noktada, katı, sıvı ve gaz hallerinin buhar basınçları eşittir.

Uçucu olmayan bir çözünen, çözeltinin buhar basıncını düşürdüğü için üçlü noktadan yukarıya doğru uzanan tüm donma eğrisi, çözelti daha düşük bir sıcaklıkta donacak şekilde değişir. Bir çözeltinin donma sıcaklığındaki bu azalma, saf bir çözücününkine kıyasla donma noktası düşüşü olarak bilinir. Kaynama noktası gibi, bir çözeltinin donma noktası da bir kolligatif özelliktir.

Sıcaklık düşüşü veya ΔTf, çözünen maddenin konsantrasyonu ile doğru orantılıdır ve çözünen maddenin molalitesi ile molal donma noktası depresyon sabiti çarpılarak hesaplanabilir. Donma noktası depresyon sabiti de çözücüye bağlıdır ve santigrat derece/mol birimlerine sahiptir. Su için donma noktası depresyon sabiti molal başına 1, 86 Santigrat derecedir.

Bu nedenle, 0, 5 molal glikol çözeltisi suyun donma noktasını 0, 93 Santigrat derecelik değişim ile negatif 0, 93 Santigrat dereceye düşürecektir.