При охлаждении разбавленных растворов нелетучих веществ при определенной температуре начинает выкристаллизовываться растворитель, т.е. появляется твердая фаза, образованная чистым растворителем. Температуру замерзания раствора Т з можно определить как температуру, при которой раствор данного состава находится в равновесии с чистым твердым растворителем – точка О ¢. Из рисунка видно, что растворы замерзают при более низких температурах, чем чистый растворитель.
Разность между температурами замерзания чистого растворителя и раствора Т з при данном давлении зависит от концентрации растворенного вещества:
, (4)
где m – моляльная концентрация раствора, моль/кг; К – криоскопическая константа растворителя.
Криоскопическая постоянная зависит от свойств растворителя и давления и не зависит от природы растворенного вещества:
,
где – мольная теплота плавления растворителя.
Значения К для различных растворителей приведены в справочной литературе, например, K (H2O) = 1,86 К×кг/моль.
|
|
Уравнение (4) – основной закон криоскопии для растворов неэлектролитов.
Для разбавленных растворов электролитов
,
где i – изотонический коэффициент.
Метод анализа, основанный на измерении понижения температуры замерзания, называется криоскопическим. Криоскопический метод также применяется для определения молярной массы, концентрации и степени диссоциации растворенного вещества и является более точным, чем эбуллиоскопический.