Кріоскопі́я (рос. криоскопия, англ. cryoscopy) — метод дослідження розбавлених розчинів, що ґрунтується на вимірюванні пониження температури замерзання розчину нелеткої сполуки порівняно з температурою замерзання чистого розчинника. Використовується, зокрема, для визначення молекулярної маси речовин, міжмолекулярної взаємодії компонентів у розчинах (розчинене—розчинене, розчинене—розчинник).

Кількісний зв'язок між пониженням температури замерзання розчинника у розчині і концентрацією розчиненої речовиниРедагувати

При рівновазі хімічні потенціали розчинника у розчині і твердому стані рівні між собою:

 

В розчинах, що підпорядковуються закону Рауля

 ,
де  -активність розчинника,  -мольна частка.

Виходячи з цього можна отриматио:

 ,
де  -зміна енергії Гіббса при кристалізації розчинника.

Продиференціювавши рівняння за температурою з використанням рівняння Гіббса-Гельмгольца:

 ,
де   — теплота плавлення твердого розчинника.

Інтегрування рівняння від температури кристалізації чистого розчинника   (при цьому  ) до температури кристалізації розчинника   у розчині з концентрацією   дає:

 

Зменшення температури кристалізації   невелике, і приблизно можна прийняти, що добуток  . Тоді

 

Замінивши мольну частку розчинника   через мольну частку розчиненої речовини  :

 

Враховуючи, що   — мала величина, можна розкласти   в ряд, обмежившись першим членом розкладання:

 

Оскільки у розбавлених розчинах   і  , то

 ,
де  і  -молярна маса і маса розчинника у розчині відповідно,   — моляльність розчину.

Підставивши значення у рівняння:

 
де   — кріоскопічна стала, або молярне пониження температури кристалізації. Вона не залежить від природи розчиненої речовини, а лише від даного розчинника.[1]

ВикористанняРедагувати

Кріоскопію застосовують для визначення:

  1. кріоскопічної сталої, якщо відома молярна маса розчиненого неелектроліту:  
  2. молярної маси розчиненого неелектроліту, якщо відома кріоскопічна стала:  
  3. коефіцієнт Вант-Гоффа:  
  4. коефіцієнта активності розчинника.
  5. концентрації розчиненого неелектроліта.

Див. такожРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. Лебідь, Валентин Ілліч (2008). Фізична хімія. Харків: Гімназія. с. 111–113. ISBN 9789668319945. 

ДжерелаРедагувати

ПосиланняРедагувати