انخفاض نقطة التجمد

أدخل قيمة عامل فانتهوف (i): وهو عدد الجزيئات أو الأيونات التي يتفكك إليها المذاب في المحلول. على سبيل المثال، كلوريد الصوديوم (NaCl) يتفكك إلى أيونين (Na⁺ و Cl⁻) لذا i=2، بينما كلوريد الكالسيوم (CaCl₂) يتفكك إلى ثلاثة أيونات (Ca²⁺ و 2Cl⁻) لذا i=3. كلما زادت قيمة i، زاد انخفاض نقطة التجمد. تأكد من استخدام القيمة الصحيحة بناءً على طبيعة المذاب.

أدخل قيمة ثابت الانخفاض في نقطة التجمد (Kf): هو ثابت خاص بالمذيب، ويعبر عن مقدار انخفاض نقطة التجمد لكل وحدة مولالية من المذاب. وحدة Kf هي °C·kg/mol. لكل مذيب قيمة مختلفة؛ على سبيل المثال، الماء Kf = 1.86 °C·kg/mol، وحمض الخليك Kf = 3.90 °C·kg/mol، والبنزين Kf = 5.12 °C·kg/mol. يمكنك إيجاد هذه القيم من الجداول الفيزيائية.

أدخل قيمة المولالية (m): وهي عدد مولات المذاب لكل كيلوجرام من المذيب. تحسب بقسمة عدد مولات المذاب على كتلة المذيب بالكيلوجرام. على سبيل المثال، إذا كان لديك 0.5 مول من مذاب في 1 كجم من المذيب، فإن m = 0.5 mol/kg. المولالية تعتمد على كتلة المذيب وليس حجمه، مما يجعلها مستقلة عن درجة الحرارة.

يتم حساب انخفاض نقطة التجمد (ΔTf) باستخدام القانون: ΔTf = i × Kf × m. هذا القانون هو صورة من صور قانون راؤول للمحاليل المخففة. الناتج هو مقدار الانخفاض بالدرجات المئوية (أو كلفن). يوضح هذا القانون أن انخفاض نقطة التجمد يتناسب طرديًا مع عدد الجسيمات الذائبة (من خلال i) ومع تركيز المذاب (مولالية) ومع ثابت المذيب.

يمكنك أيضًا حساب نقطة التجمد الجديدة للمحلول بطرح ΔTf من درجة تجمد المذيب النقي. على سبيل المثال، للماء الخالص نقطة تجمد 0°C. إذا حسبت ΔTf = 2.79 °C، فإن نقطة تجمد المحلول تكون -2.79 °C. هذا المبدأ يستخدم عمليًا في منع تجمد الماء في الشتاء (مثل إضافة الملح إلى الطرق) وفي صناعة المثلجات والأغذية.