集合特性は、溶質の性質には依存せず、溶質粒子の総数のみに依存する任意の溶液の特性です。コリガティブは、ラテン語のコリガレに由来する用語です。コリガーレの意味は、結合することです。集合的性質からモル質量を決定します。そのような集合特性の 1 つが凝固点降下です。 Raoult の法則によると、溶媒に不揮発性固体を加えると蒸気圧が低下します。その後、低温ではその固体溶媒と等しくなります。したがって、純粋な溶媒の凝固点とその溶液の不一致は、凝固点降下として知られています。
氷点下のうつ病
凝固点の低下は、溶媒への溶質分子の追加による集合的な特性です。したがって、非常に正確には、凝固点の降下は、溶質分子の添加による溶媒の凝固点の低下を指す用語です。温度の低下により、物質は凍結を開始し、その分子間力が引き継ぎ、パターンを形成して最終的に固体になります。温度が水の凝固点よりも低いかどうかに関係なく、水を冷やしておくと理解を深めるための例を挙げてみましょう。水素結合がより固まり始め、結果として凝固点降下の式が得られます。
△Tf =i × Kf × m
ここで
△Tfは凝固点降下、
i は Van’t Hoff Factor の略で、
Kf はクライオスコピック定数の略で、
m はモル濃度を表します。
いずれの場合も、溶質は追加された、または少量存在する物質であり、溶媒は大量に存在する元の成分です。その結果、混合溶液または固体と固体の組み合わせの凝固点温度は、純粋な溶媒または固体の凝固点温度よりも低くなります。さらに、混合物の溶媒は純粋な溶媒よりも化学ポテンシャルが低く、モル分率に比例します。
同様の現象は、溶液上の蒸気の化学ポテンシャルが純粋な溶媒上の蒸気の化学ポテンシャルよりも低く、沸点まで上昇する場合に発生します。純粋な水の凝固点である 0 °C (32 °F) 未満の温度では、凝固点降下により、海水 (水中の塩と他の化学物質の組み合わせ) は液体のままになります。
凝固点定数 (Kf)
溶質の濃度によって凝固点降下が決まります。溶液の濃度は、次のように定義されるモル濃度によって測定されます:
molality=溶質のモル/溶媒のキログラム
溶液のモル濃度は、文字 m で示されます。溶媒 1 kg あたりの溶質のモル数は、モル濃度として知られています。しかし、今では、モル濃度は以下によって決定されることが理解されています:
M =(1000 × w2) ÷ (w1 × M2)
このシナリオでは、
溶質のモル質量は M2 で、その重量は w2 です。
溶媒の重さは w1 です。
したがって、
「凝固点降下」という用語は次のように定義されています:
ΔTf =(Kf × 1000 × w2) ÷ (w1 × M2)
その結果、式は次のようになります:
M2 =(Kf × 1000 × w2) ÷ (w1 × ΔTf)
溶質の分子量はこのようにして計算されます。
希薄溶液の計算
溶液を理想的な溶液と見なす場合、凝固点降下の量は、溶質濃度によってのみ決定されます。溶質濃度は、クライオスコピック定数との単純な線形接続を使用して評価できます (「ブラグデンの法則」):
ΔTf =Kf・b・i
ここで、
- 凝固点降下は Tf (純溶媒) として定義されます。
- 低温定数 Kf は、溶質ではなく溶媒の特性によって決まります。 (注:KF 値が高いほど、テスト中に凝固点が大幅に低下することが容易にわかります。Kf =水の場合は 1.853 Kg/mol です。] ).
- モル濃度は文字 b で表されます。 (溶媒 1 キログラムあたりの溶質のモル数)
凝固点降下の重要性:
<オール>結論
凝固点降下とは、少量の別の非揮発性化学物質を混合物に加えると、材料が凝固する温度が低下することです。水への塩の添加（アイスクリームメーカーや道路の凍結防止に使用）、水へのアルコールの添加、水へのエチレンまたはプロピレングリコールの添加（自動車の不凍液に使用）、溶融物への銅の添加銀 (接続されている銀片よりも低い温度で流れるはんだを形成するために使用される) や、汚染物質などの 2 つの物質を細かく粉末化した薬に混ぜ合わせることがすべての例です.
