混合物の凝固点を計算する方法

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著者: Laura McKinney
作成日: 4 4月 2021
更新日: 17 11月 2024
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【モルがどうしても苦手な人へ】モル凝固点降下の計算問題 解き方のコツ 2017センター化学本試第一問 問6 計算分野 コツ化学
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固体と液体、または2つの液体の混合物では、主成分は溶媒を表し、微量成分は溶質を表します。溶質の存在は、溶媒の凝固点降下の現象を誘発し、混合物中の溶媒の凝固点は純粋な溶媒の凝固点よりも低くなります。凝固点降下は、delta(T)= Kmに従って計算されます。ここで、Kは溶媒の凝固点降下定数を表し、mは溶液のモル濃度を表します。この場合のモル濃度は、溶媒1キログラムあたりの溶質粒子のモル数を表します。化学者は、化学式のすべての原子の原子質量を加算することにより決定されるように、溶質の質量を分子量で除算することにより、溶質粒子のモルを決定します。

    混合物中の溶質と溶媒を特定します。定義により、溶質はより少ない量で存在する化合物を表します。たとえば、100グラムの水に10グラムの塩化ナトリウム(塩)を溶解した混合物の場合、塩化ナトリウムが溶質になります。

    溶質の化学式のすべての原子の原子量を合計して、溶質の式量または分子量を決定します。塩化ナトリウムには1つのナトリウム原子と1つの塩素原子が含まれ、ナトリウムと塩素の元素の周期表の原子量はそれぞれ22.99と35.45です。したがって、その式の重みは(1 x 22.99)+(1 x 35.45)、つまり58.44です。

    溶質のグラムをその配合重量で割ることにより、溶質のモルを計算します。前の例の塩化ナトリウム、10グラム/58.44、または0.171モルの塩化ナトリウムを続けます。

    溶質のモルに溶質の溶解時に作成される粒子の数を掛けて、粒子のモルを決定します。糖などの共有結合を持つ分子物質の場合、各式は溶液中の1つの分子または粒子を表します。ただし、塩化ナトリウムなどのイオン性化合物は、式の単位ごとに2つ以上の粒子を生成します。イオン化合物は常に金属と非金属で構成されているため、イオン化合物は簡単に識別できますが、糖などの分子化合物には非金属のみが含まれます。塩化カルシウムなどの化合物は、3つの粒子を生成します。 10塩化ナトリウム(0.171モルのNaCl)x(式あたり2粒子)、または0.342モルの粒子の例。

    粒子のモルを溶媒の質量(キログラム)で割って、溶液のモル濃度を決定します。前の例では、調製された溶液は、100グラムの水に溶解した10グラムの塩化ナトリウムを含んでいた。 1キログラムには1000グラムが含まれるため、100グラムの水は0.100キログラムの水を表します。必要に応じて、オンライン変換ツールを使用して、溶媒の質量をキログラムに変換します。したがって、水100グラム中の塩化ナトリウム10グラムの粒子モル濃度は0.342 / 0.100、つまり1キログラムあたり3.42モルです。

    凝固点降下定数の表を参照して、溶媒の凝固点降下定数Kを決定します。たとえば、水のKはモルあたり1.86度Cです。

    K値に溶質のモル濃度を掛けて、溶媒の凝固点降下delta(T)を計算します:delta(T)= Km。前の例を続けると、delta(T)= 3.42 x 1.86、つまり6.36度Cです。

    純粋な溶媒の凝固点からdelta(T)を引くことにより、混合物の凝固点を決定します。凝固点降下定数のほとんどの表は、純粋な溶媒の凝固点(融点として記載されることもあります)も提供します。水の場合、凝固点は0℃です。したがって、10グラムの塩化ナトリウムを含む100グラムの水の凝固点は0〜6.36または-6.36℃です。