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Was ist eine Gefrierpunkterniedrigung und wie funktioniert sie?

Eine Gefrierpunkterniedrigung tritt auf, wenn der Gefrierpunkt einer Flüssigkeit durch Zugabe einer anderen Verbindung gesenkt oder gesenkt wird. Die Lösung hat einen niedrigeren Gefrierpunkt als das reine Lösungsmittel .

 

Beispiele für Gefrierpunkterniedrigungen

Beispielsweise ist der Gefrierpunkt von Meerwasser niedriger als der von reinem Wasser. Der Gefrierpunkt von Wasser. dem Frostschutzmittel zugesetzt wurde, ist niedriger als der von reinem Wasser.

Der Gefrierpunkt von Wodka ist niedriger als der von reinem Wasser. Wodka und andere hochprozentige alkoholische Getränke gefrieren normalerweise nicht in einem Gefrierschrank zu Hause. Der Gefrierpunkt ist jedoch höher als der von reinem Ethanol (-173,5 ° F oder -114,1 ° C). Wodka kann als Lösung von Ethanol (gelöster Stoff) in Wasser (Lösungsmittel) angesehen werden. Wenn Sie eine Gefrierpunkterniedrigung in Betracht ziehen, achten Sie auf den Gefrierpunkt des Lösungsmittels.

 

Kolligative Eigenschaften der Materie

Gefrierpunkterniedrigung ist eine kolligative Eigenschaft der Materie. Die kolligativen Eigenschaften hängen von der Anzahl der vorhandenen Partikel ab, nicht von der Art der Partikel oder ihrer Masse. So zum Beispiel. wenn sowohl Calciumchlorid (CaCl 2 ) und Natriumchlorid (NaCl) vollständig in Wasser löst, würde der Calciumchlorid das Gefrierpunktes mehr als das Natriumchlorid senken , da es drei Teilchen (ein Calciumion und zwei Chlorid erzeugen würde Ionen), während das Natriumchlorid nur zwei Partikel (ein Natrium- und ein Chloridion) produzieren würde.

 

Gefrierpunkts-Depressionsformel

Die Gefrierpunkterniedrigung kann unter Verwendung der Clausius-Clapeyron-Gleichung und des Raoultschen Gesetzes berechnet werden . In einer verdünnten idealen Lösung beträgt der Gefrierpunkt:

Gefrierpunkt Gesamt=Gefrierpunkt Lösungsmittel – AT f

wobei ΔT f=Molalität * K f * i

K f=kryoskopische Konstante (1,86 ° C kg / mol für den Gefrierpunkt von Wasser)

i=Van’t Hoff-Faktor

 

Gefrierpunkterniedrigung im Alltag

Die Gefrierpunkterniedrigung hat interessante und nützliche Anwendungen. Wenn Salz auf eine vereiste Straße gebracht wird, mischt sich das Salz mit einer kleinen Menge flüssigem Wasser, um zu verhindern. dass schmelzendes Eis wieder gefriert. Wenn Sie Salz und Eis in einer Schüssel oder einem Beutel mischen, wird das Eis auf dieselbe Weise kälter, was bedeutet, dass es zur Herstellung von Eis verwendet werden kann. Eine Gefrierpunkterniedrigung erklärt auch, warum Wodka in einem Gefrierschrank nicht gefriert .

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