비점 상승과 어는점 강하

2011. 9. 15. 03:49

2-8 비점 상승과 어는점 강하

	비휘발성 물질을 포함 엷은 용액 (희석 용액)은 용질의 종류에 관계없이 몇 가지 공통된 성질을 나타낸다.이 강의에서는 특히 순수한 용매와 비교했을 때의 끓는점과 어는점의 차이를 정리해 보자!

1. 증기압 강하 및 비점 상승

비휘발성 물질 을 일정량의 용매에 녹인 희석 용액의 증기압은 순수한 용매의 그것보다 떨어지기 때문에 용액의 끓는점은 순수한 용매의 끓는점보다 높아진다. 이 현상을 끓는점 상승이라고,이 때의 온도 차이를 비등점 상승도 Δ t한다.

▼ 증발 모습과 증기압 비휘발성 용질을 포함한 용액의 증기압 (포화 증기압)은 용질이 존재함으로써 용매 분자가 액상에서 빠져 그러나 어렵게되기 때문에 같은 온도에서 그 용매가 나타내는 증기압보다 낮아진다. 이 현상을 증기 압력 강하한다.

해수 젖은 의류는 물로 젖은 때보다 건조 어렵다.
이것은 용액의 것이 증기압이 작기 때문에 증발하기 어려운 때문이다.

Δ t = km

k : 몰 비점 상승 (K・kg / mol)

· 용매 1kg에 용질 1mol이 녹아있을 때 비등점 상승도 비례 상수 (용매에 특정 값)

m : 질량 몰 농도 (mol / kg)

■ 예제 1

물 1kg 비휘발성 비 전해질 물질 A를 0.1mol 녹인 수용액의 끓는점은 100.052 ℃이다. 물 1kg 물질 A를 0.4mol 녹인 수용액의 끓는점은 무엇 ℃가?
해결
물 1kg 물질 A를 0.1mol 녹인 수용액의 질량 몰 농도는 0.1 / 1 = 0.1 (mol / kg)이다.
이 때, Δ t이 100.052-100 = 0.052 (K)이다.
따라서 몰 비점 상승 k는 0.052 = k × 0.1보다 k = 0.52이된다.
물 1kg 물질 A를 0.4mol 녹인 수용액의 끓는점 상승도 Δ t는
Δ t = 0.52 × 0.4 / 1 따라서 0.208가된다.
따라서, 끓는점은 100 +0.208 = 100.208 ℃

2. 냉각 곡선과 어는점 강하

일반적으로 비휘발성 비 전해질 용질을 일정량의 용매에 녹인 희석 용액의 어는점은 순수한 용매의 어는점보다 낮은 곤란할된다. 이 현상을 어는점이라고하며,이 때의 온도 차이를 어는점 강하도 Δ t한다.

▼ 냉각 곡선과 어는점 왼쪽 그래프에서 보듯이 일반적으로 용액을 냉각하여 가면, 어는점이되어도 응고하지 않고 액체 상태의 상태가 잠시 이어 (이 상태를 과냉 각이라한다) 한 곳 (그래프의 B 지점 )에서급격히 응고가 시작된다. 액체가 고체로되는 반응은 발열 반응이며, 이것이 급격하게 일어나기 때문에 B - C와 같은 온도의 급속한 상승이 보인다. 용매가 응고 때 용질은 포함하지 않으므로 응고의 진행과 함께 용액의 농도가 증가 C - D와같은 우하 차트된다. 이 때, 용액의 어는점은 C - D의 연장선 및 냉각 곡선의 교점 A 점이된다.

Δ t = km

k : 몰 어는점 (K・kg / mol)

· 용매 1kg에 용질 1mol이 녹아있을 때 빙점 강하도 비례 상수 (용매에 특정 값)

m : 질량 몰 농도 (mol / kg)

■ 예제 1

0.5 mol / kg의 자당 수용액의 어는점이 -0.93 ℃이다면, 0.2 mol / kg의 포도당 수용액의 어는점은 무엇 ℃가?
해결
어는점 강하도 Δ t는 용질의 종류에 관계이며,
용질의 물질 양에 비례한다.
0.5mol/kg의 자당 수용액의 Δ t = 0 - (-0.93) = 0.93
따라서

Δ t = 0.93 × 0.2
---
0.5 = 0.372 (K)

따라서 어는점은 0-0.372 =- 0.372 ℃로된다.

눈 내린 다음날 아침에 노면이 동결을 방지하기 위해 산악 지역 등에서는 염화칼륨 등을 도로에 뿌려 두는 방법이 취해지고있다.
또한 현관앞 등에 눈이 쌓이는 것을 방지하려면, 소금 등을 현관에 감는 것만으로 적설을 줄일 수있다.
모두 어는점 강하를 이용한 것이다.

Posted by 위키백

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