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未知の化合物を決定するための凝固点降下
 

未知の化合物を決定するための凝固点降下

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凝固点降下は、溶液の凝固点は純溶媒のそれより低い場合に観察される現象です。

この現象は溶質と溶媒分子間の相互作用に起因します。氷点下の気温の違いは、溶媒に溶解した溶質粒子の数に直接比例です。

非揮発性の溶質のモル質量は、溶媒と溶液中の溶質の質量がわかっている場合の凍結温度の差から計算できます。

凝固点降下と溶質、不明な溶質と誘導と凍結温度の変化を観察することのいくつかの実世界のアプリケーションのモル質量を決定するため手順のモル質量との関係を紹介します。

凝固点降下は溶質溶媒粒子と自分の id ではなくの比には影響のみを意味、colligative プロパティです。

純粋な物質の凝固点、融解・凝固の速度が等しいです。

その溶媒の凝固点に溶液を冷却すると、溶媒分子は固体を形成し始めます。それは溶媒および溶質粒子の混合の格子を形成するより少なく精力的に有利です。溶質粒子は、ソリューションのフェーズに残ります。のみ溶媒-溶媒相互作用は溶媒溶質の相互作用が純粋な溶媒のそれと比較して凍結の率を減らすので格子形成に貢献します。

温度が凍結の開始は、溶液の凝固点。ソリューションは、それがフリーズするが、これは温度の減少を反映してソリューション フェーズの溶質濃度が増加を続けた、冷却を続けています。

最終的には、溶液温度は格子を形成する溶質の粒子のために好ましくなる液相で低とは少し溶剤が残っているので。この点に達すると、温度は、混合物が凍ってまでほぼ一定のままです。

溶質のモル質量したがって、溶質の識別は、純溶媒の凝固点、ソリューションの凍結点とソリューションの重量モル濃度との関係から決定できます。重量モル濃度、または m、溶媒の 1 キログラムあたりの溶質のモル濃度の測定はあります。この関係によって異なります、溶媒と溶質粒子数の凍結ポイント不況定数溶解する数式の単位あたりの生産します。

重量モル濃度は溶質のモル質量を解決する方程式を並べ替えることができますので、モル質量の面で表現できます。温度差がわかれば、モル質量の解明氷点方程式にこれを差し込むことができます。凝固点降下現象を理解すると、今では、凝固点温度から不明な溶質のモル質量を決定する手順を行ってみましょう。溶質が溶解、数式の単位あたり 1 つの粒子を生成する非イオン性、非揮発性の有機分子と溶媒はシクロヘキサン。

この実験を開始するには、データ収集用コンピューターに温度プローブを接続します。サンプル容器に温度プローブ、攪拌を挿入します。

データ コレクションの長さ、サンプリング率を設定します。凍結サンプルのデータ収集に十分な時間を許可します。

サンプル温度範囲の上限と下限を設定します。

清潔で乾いた試験管にシクロヘキサンの 12 mL を追加します。キムワイプで温度プローブを拭いてください。温度プローブの先端は液体の中心の側面や底に触れないをテスト チューブ ストッパー アセンブリに挿入します。

ビーカー、氷の水のお風呂を準備します。温度データの収集を開始します。

テスト チューブ内の液体のレベルが表面の下にあることを確認、氷の水のお風呂に試験管を配置します。継続的に一定の割合で液体をかき混ぜます。

凍結が開始されるは、プロットが一定した温度で横ばいまで継続するデータ収集を許可します。これは純粋なシクロヘキサンの凍結ポイントです。試験管を氷水風呂から外し、部屋の温度に温めることができます。

シクロヘキサンが溶けたら、紙の重さに固体の不明な材料を正確に計量します。試験管からストッパーを外し、固体を追加します。複合テスト チューブに付着することは避けてください。

ストッパーに取って代わる、固体を完全に溶解するまで、ソリューションをかき混ぜます。固体結晶が残っていないことが重要です。

データ コレクションのパラメーターを設定し、新鮮な氷水浴を準備します。コレクションをスタート、お風呂にテスト チューブを置き、一定の割合で継続的にかき混ぜます。凍結が開始されると、凝固点は増加の溶質濃度による減少が続いています。この減少の傾きが明らかになるまでデータの収集を続行します。実験が終了したときは、常温にし、有機性廃棄物の手順に従ってそれを破棄する未知化合物の溶液を許可します。

この実験では、未知の物質は 5 つの可能な化合物の一つ知られている: ビフェニル、bromochlorobenzene、ナフタレン、アントラセン、dibromobenzene。未知の id は、これらの知られている物質のモル質量を比較することによって決定することができます。

不明な溶質溶解式単位の 1 つの粒子を生成します。違い、シクロヘキサン、溶質と溶媒使用量の凍結ポイント不況定数未知化合物のモル質量を計算するには、氷点下の気温がすべて必要です。

不明な溶質の 0.147 グラムは、この例で使用されました。シクロヘキサンの凍結ポイント不況定数は 20.2 ° C kg あたりの溶質のモル。密度とシクロヘキサンのボリュームは、溶媒の質量を計算するため使用されます。

プロットから純粋な溶媒の freezing point と、溶液の凝固点の値が決定されます。

この実験のように、いくつかの可能な化合物の一つである化合物がわかっている場合モル質量はこれらの化合物を単に比較できます。この実験のために提供される 5 つのオプションのナフタレンは近いです。

凝固点降下現象は研究室の内外の多くのアプリケーションです。

凝固点降下の効果のために氷の道路を治療するため塩化ナトリウムに塩化カルシウムお勧めします。塩化カルシウムは塩化ナトリウムよりも 1 つのより多くの粒子を解放する、それさらに水の凝固点を押下してこのように低い温度で氷を溶かします。

本研究では 2 つの異なる鉄硫黄混合溶解実験を行った。硫黄の高質量割合でサンプルであった実験の温度で完全に液体硫黄のサンプルまだ部分的に固体。これは、増加した不純物を含む、この場合硫黄、観測の融点が低いことよりも純粋な固体を示しています。ここでは、2 つのサンプルの融点の違いは、地球の核の形成への洞察力を貸します。

ゼウスの未知化合物のアイデンティティを決定する凝固点降下を用いた入門を見てきただけ。凝固点降下, 凝固点降下と溶質のモル質量の関係の現象を理解する必要があります今、なぜ現象は様々 な産業に役に立つ。

見てくれてありがとう!

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