ხსნარის გაყინვის წერტილის დაქვეითების განხილვის კითხვების მაგალითები

ხსნარების გაყინვის წერტილის დეპრესიის შესახებ კითხვებისა და განხილვის მაგალითები

გაყინვის წერტილის დეპრესია ხსნარების ქიმიაში კოლიგაციური ფენომენის უმნიშვნელოვანესი მოვლენაა. ის გავლენას ახდენს მრავალ ბიოლოგიურ, ქიმიურ და სამრეწველო პროცესზე. ეს სტატია განიხილავს გაყინვის წერტილის დეპრესიის რამდენიმე მაგალითს და იძლევა დეტალურ განხილვებს ამ კონცეფციის გასარკვევად.

გაყინვის წერტილის დეპრესიის გაგება

გაყინვის წერტილის დეპრესია არის ფენომენი, რომლის დროსაც გამხსნელის გაყინვის წერტილი მცირდება, როდესაც მას გახსნილი ნივთიერება ემატება. ეს ეფექტი კოლიგატიური ფენომენია, რაც იმას ნიშნავს, რომ გაყინვის წერტილის დეპრესია დამოკიდებულია ხსნარში გახსნილი ნივთიერების ნაწილაკების რაოდენობაზე და არა გახსნილი ნივთიერების იდენტურობაზე.

გაყინვის წერტილის დეპრესიის გამოსათვლელად გამოყენებული ზოგადი განტოლებაა:

\[
\დელტა T_f = K_f \cdot m
\]

სად:
– \(\Delta T_f\) არის გაყინვის წერტილის დეპრესია.
– \(K_f\) არის გამხსნელის დამახასიათებელი გაყინვის წერტილის დაქვეითების მუდმივა.
– \(m\) არის ხსნარის მოლური სიდიდე (გახსნილი ნივთიერების მოლები/გამხსნელის კგ).

გაყინვის წერტილის დეპრესიის მაგალითი კითხვები

კითხვა 1

ცნობილია:
– ხსნარი მზადდება 5 გრამი NaCl-ის (მოლური წონა = 58.5 გ/მოლ) 200 გრამ წყალში გახსნით.
– წყლის გაყინვის წერტილის დაქვეითების მუდმივა (K_f) 1.86 °C•კგ/მოლია.

კითხვა:
გამოთვალეთ ამ ხსნარის გაყინვის წერტილის დეპრესია.

დისკუსია:

1. გამოთვალეთ ხსნარის მოლარობა (მ):

პირველ რიგში, ჩვენ ვიანგარიშებთ NaCl-ის მოლების რაოდენობას:
\[
მოლ NaCl} = \frac{\text{NaCl-ის მასა (გ)}}{\text{მოლური წონა (გ/მოლ)}} = \frac{5 \text{გ}}{58.5 \text{გ/მოლ}} = 0.0855 \text{ მოლ}
\]

შემდეგ, ჩვენ ვიანგარიშებთ მოლარობას (გახსნილი ნივთიერების მოლები/გამხსნელის კგ):
\[
მოლარობა = \frac{\text{მოლ NaCl}}{\text{გამხსნელის მასა (კგ)}} = \frac{0.0855 \text{მოლ}}{0.2 \text{კგ}} = 0.4275 \text{მ}
\]

2. გამოთვალეთ გაყინვის წერტილის დეპრესია (\(\Delta T_f\)):
\[
\დელტა T_f = K_f \cdot m = 1.86 \text{°C•კგ/მოლ} \cdot 0.4275 \text{მ} = 0.79545 \text{°C}
\]

ამგვარად, ამ ხსნარში გაყინვის წერტილის ტემპერატურა 0.79545 °C-ს მიაღწევს.

კითხვა 2

ცნობილია:
– ხსნარი შეიცავს 10 გრამ გლუკოზას (C₆H₁₂O₆, მოლური წონა = 180 გ/მოლ), რომელიც გახსნილია 250 გრამ წყალში.
– წყლის გაყინვის წერტილის დაქვეითების მუდმივაა 1.86 °C•კგ/მოლი.

კითხვა:
რა არის ამ გლუკოზის ხსნარის გაყინვის წერტილის დაქვეითება?

დისკუსია:

1. გამოთვალეთ ხსნარის მოლარობა (მ):

პირველ რიგში, ჩვენ გამოვთვლით გლუკოზის მოლების რაოდენობას:
\[
\text{მოლი გლუკოზა} = \frac{\text{გლუკოზის მასა (გ)}}{\text{მოლური წონა (გ/მოლ)}} = \frac{10 \text{გ}}{180 \text{გ/მოლ}} = 0.0556 \text{მოლი}
\]

შემდეგ, ჩვენ ვიანგარიშებთ მოლარობას (გახსნილი ნივთიერების მოლები/გამხსნელის კგ):
\[
მოლარობა = \frac{\text{მოლ}}{\text{გამხსნელის მასა (კგ)}} = \frac{0.0556 \text{მოლ}}{0.25 \text{კგ}} = 0.2224 \text{მ}
\]

2. გამოთვალეთ გაყინვის წერტილის დეპრესია (\(\Delta T_f\)):
\[
\დელტა T_f = K_f \cdot m = 1.86 \text{°C•კგ/მოლ} \cdot 0.2224 \text{მ} = 0.413664 \text{°C}
\]

ამგვარად, გლუკოზის ხსნარის გაყინვის წერტილი 0.413664 °C-ით შემცირდება.

კითხვა 3

ცნობილია:
– ხსნარი მზადდება 20 გრამი შარდოვანას (NH₂CONH₂, მოლური წონა = 60 გ/მოლ) 500 გრამ წყალში გახსნით.
– წყლის გაყინვის წერტილის დაქვეითების მუდმივა (K_f) 1.86 °C•კგ/მოლია.

კითხვა:
გამოთვალეთ ამ ხსნარის გაყინვის წერტილის დეპრესია.

დისკუსია:

1. გამოთვალეთ ხსნარის მოლარობა (მ):

პირველ რიგში, ჩვენ გამოვთვლით შარდოვანას მოლების რაოდენობას:
\[
შარდოვანას მოლი} = \frac{\text{შარდოვანას მასა (გ)}}{\text{მოლური წონა (გ/მოლ)}} = \frac{20 გ}}{60 გ/მოლ}} = 0.3333 მოლი}
\]

შემდეგ, ჩვენ ვიანგარიშებთ მოლარობას (გახსნილი ნივთიერების მოლები/გამხსნელის კგ):
\[
მოლარობა = \frac{\text{მოლი შარდოვანა}}{\text{გამხსნელის მასა (კგ)}} = \frac{0.3333 \text{მოლი}}{0.5 \text{კგ}} = 0.6666 \text{მ}
\]

2. გამოთვალეთ გაყინვის წერტილის დეპრესია (\(\Delta T_f\)):
\[
\დელტა T_f = K_f \cdot m = 1.86 \text{°C•კგ/მოლ} \cdot 0.6666 \text{მ} = 1.240476 \text{°C}
\]

ამგვარად, ხსნარი გაყინვის წერტილის 1.240476°C-იან დაცემას განიცდის.

კითხვა 4

ცნობილია:
– ხსნარი შეიცავს 15 გრამ ძმარმჟავას (CH₃COOH, მოლური წონა = 60 გ/მოლ), რომელიც გახსნილია 300 გრამ წყალში.
– წყლის გაყინვის წერტილის დაქვეითების მუდმივა (K_f) 1.86 °C•კგ/მოლია.

კითხვა:
რა არის ამ ძმარმჟავას ხსნარის გაყინვის წერტილის დაქვეითება?

დისკუსია:

1. გამოთვალეთ ხსნარის მოლარობა (მ):

პირველ რიგში, ჩვენ ვიანგარიშებთ ძმარმჟავას მოლების რაოდენობას:
\[
ძმარმჟავას მოლი} = \frac{\text{ძმარმჟავას მასა (გ)}}{\text{მოლური წონა (გ/მოლ)}} = \frac{15 \text{ გ}}{60 \text{ გ/მოლ}} = 0.25 \text{ მოლ}
\]

შემდეგ, ჩვენ ვიანგარიშებთ მოლარობას (გახსნილი ნივთიერების მოლები/გამხსნელის კგ):
\[
მოლარობა = \frac{\text{ძმარმჟავას მოლი}}{\text{გამხსნელის მასა (კგ)}} = \frac{0.25 მოლი}}{0.3 კგ}} = 0.8333 მ
\]

2. გამოთვალეთ გაყინვის წერტილის დეპრესია (\(\Delta T_f\)):
\[
\დელტა T_f = K_f \cdot m = 1.86 \text{°C•კგ/მოლ} \cdot 0.8333 \text{მ} = 1.55 \text{°C}
\]

ამგვარად, ხსნარი გაყინვის წერტილის 1.55°C-იან დაცემას განიცდის.

დასკვნა

გაყინვის წერტილის დეპრესია მნიშვნელოვანი კოლიგატიური ფენომენია სხვადასხვა სამეცნიერო და სამრეწველო გამოყენებაში. გაყინვის წერტილის დეპრესიის გამოთვლის გაგებით, შეგვიძლია ვიწინასწარმეტყველოთ, თუ როგორ იმოქმედებს სხვადასხვა გახსნილი ნივთიერება ხსნარის გაყინვის წერტილზე. ამ სტატიაში განხილულია რამდენიმე მაგალითის ამოცანა და ხსნარების გაყინვის წერტილის დეპრესიის გამოთვლის გზები, რაც მოგაწვდით მყარ საფუძველს გაყინვის წერტილის დეპრესიის კონცეფციის გასაგებად.