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Abaissement du Point de congélation pour déterminer un composé inconnu
 

Abaissement du Point de congélation pour déterminer un composé inconnu

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Abaissement du point de congélation est le phénomène qui est observé lorsque le point de congélation d’une solution est inférieur à celui du solvant pur.

Ce phénomène résulte d’interactions entre le soluté et les molécules de solvant. La différence de températures de congélation est directement proportionnelle au nombre de particules de solutés dissous dans le solvant.

La masse molaire d’un soluté non volatil peut être calculée d’après la différence par le gel si les masses du solvant et du soluté dans la solution sont connus.

Cette vidéo vous fera découvrir la relation entre la dépression du point de congélation et la masse molaire du soluté, une procédure pour déterminer la masse molaire d’un soluté inconnu et quelques applications du monde réel d’induire et détectant les variations de la température de congélation.

Abaissement du point de congélation est une propriété colligative, ce qui signifie que c’est uniquement affecté par le ratio du soluté à particules de solvants et non leur identité.

Au point de congélation d’une substance pure, le taux de fusion et de congélation est égaux.

Lorsqu’une solution est refroidie jusqu’au point de congélation de son solvant, les molécules de solvant commencent à former un solide. Il est moins énergétiquement favorable pour former un réseau mixte de solvants et solutés de particules. Les particules de solutés restent dans la phase de solution. Seulement les interactions solvant-solvant contribuent à la formation de treillis, des interactions solvant-soluté de réduire le taux de gel par rapport à celui du solvant pur.

La température à laquelle congélation commence est le point de congélation de la solution. La solution continue de refroidissement comme il gèle, mais cela a continué à baisse température reflète la concentration croissante du soluté dans la phase de solution.

Finalement, la température de la solution est si faible et si peu de solvant reste dans la phase liquide qu’il devient favorable pour les particules de solutés former un treillis. Une fois ce point atteint, la température reste constante environ jusqu'à ce que le mélange a gelé.

La masse molaire du soluté et donc l’identité du soluté, peuvent être déterminées par la relation entre le point de congélation du solvant pur, du point de congélation de la solution et la molalité de la solution. Molalité ou m, est une mesure de concentration, en moles du soluté par kilogramme de solvant. Cette relation dépend du produit de la constante de dépression du point de congélation du solvant et le nombre de particules de solutés par unité de formule qui se dissout.

Molalité peut être exprimée en termes de masse molaire, donc l’équation peut être réarrangée pour résoudre pour la masse molaire du soluté. Ce branchant dans l’équation de point de congélation permet l’élucidation de la masse molaire, une fois que la différence de température est connue. Maintenant que vous comprenez le phénomène de la dépression du point de congélation, Let ' s go grâce à une procédure de détermination de la masse molaire d’un soluté inconnu des températures du point de congélation. Le soluté est une molécule organique non ionique, non volatile qui produit une particule par unité de formule dissoute, et le solvant est cyclohexane.

Pour commencer cette expérience, connecter la sonde de température à l’ordinateur pour la collecte de données. Insérer la sonde de température et un agitateur dans le récipient à échantillon.

Définir la durée de la collecte de données et le taux d’échantillonnage. Laisser suffisamment de temps dans la collecte des données pour l’échantillon de geler.

Définir des limites supérieure et inférieure de l’intervalle de température à échantillon.

Ajouter 12 mL de cyclohexane à un tube à essai propre et sec. Nettoyer la sonde de température avec un Kimwipe. Introduire le bouchon dans le tube à essai tel que la pointe de la sonde de température est centrée dans le liquide et ne touche pas les côtés ou le fond.

Dans un bécher, préparer un bain d’eau glacée. Ensuite, démarrez la collecte de données de température.

Placer le tube dans le bain d’eau glacée, s’assurer que le niveau du liquide dans l’éprouvette est au-dessous de la surface. Remuer continuellement le liquide à un rythme constant.

Une fois le gel commence, permettent la collecte de données de continuer jusqu'à ce que l’intrigue s’est stabilisé à une température constante. C’est le point de congélation du cyclohexane pur. Retirer le tube à essai le bain d’eau glacée et laissez-le se réchauffer à température ambiante.

Une fois que le cyclohexane a fondu, peser le matériel inconnu solid sur le papier de pesage. Retirer le bouchon de l’éprouvette et ajouter le solide. Évitez composé d’adhérer à l’éprouvette.

Remettre le bouchon et agiter la solution jusqu'à dissolution complète de la matière solide. Il est important qu’aucun cristaux solides ne reste.

Définir les paramètres de collecte de données et préparez un bain d’eau glacée. Commencent à collecter, placer le tube dans le bain et remuer continuellement à un rythme constant. Une fois le gel commence, le point de congélation continue de diminuer en raison de la concentration en soluté croissante. Poursuivre la collecte de données jusqu'à ce que la pente de cette diminution est évidente. Une fois l’expérience terminée, laissez agir la solution du composé inconnu à réchauffer à température ambiante, puis supprimer de celui-ci selon les modalités de déchets organiques.

Dans cette expérience, la substance inconnue est connue pour être un des cinq composés possibles : biphényle, bromochlorobenzène, naphtalène, anthracène et dibromobenzène. L’identité de l’inconnu peut être déterminée en comparant sa masse molaire de ces substances connues.

Le soluté inconnu produit une particule par unité de formule dissoute. Pour calculer la masse molaire du composé inconnu, la constante de dépression du point de congélation du cyclohexane, la masse du soluté et le solvant utilisé et la différence de températures glaciales sont nécessaires.

0,147 g du soluté inconnu ont été utilisées dans cet exemple. La constante de la dépression du point de congélation du cyclohexane est 20,2 ° C-kg par mole de soluté. La densité et le volume du cyclohexane sont utilisés pour calculer la masse de solvant.

Les valeurs de la freezing point du solvant pur et le point de congélation de la solution sont déterminés à partir des parcelles.

Si le composé est connu pour être un des quelques composés possibles, comme dans cette expérience, la masse molaire peut simplement être comparée à ces composés. Les cinq options fournies pour cette expérience, le naphtalène est la correspondance la plus proche.

Le phénomène de la dépression du point de congélation ait de nombreuses applications tant à l’intérieur et à l’extérieur du laboratoire.

Chlorure de calcium est préférable au chlorure de sodium pour le traitement des routes verglacées en raison des effets de la dépression du point de congélation. Chlorure de calcium libère une particule plus que ne le fait le chlorure de sodium, il abaisse le point de congélation de l’eau plus loin et donc fait fondre la glace à basse température.

Dans cette étude, une expérience de fusion a été réalisée avec deux différents mélanges de fer-soufre. L’échantillon avec la fraction massique plus élevée de soufre était complètement liquide à la température de l’expérience, alors que l’échantillon avec moins de soufre était encore partiellement solide. Cela démontre qu’avec une augmentation d’impuretés, dans ce cas soufre, le point de fusion observé est plus faible que pour le solide pur. Ici, les différences de point de fusion entre les deux échantillons prêtent aperçu de la formation du noyau de la terre.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à l’utilisation d’abaissement du point de congélation afin de déterminer l’identité d’un composé inconnu. Vous devez maintenant comprendre le phénomène de la dépression du point de congélation, la relation entre la dépression du point de congélation et la masse molaire du soluté, et pourquoi le phénomène est utile à une variété d’industries.

Merci de regarder !

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