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Unter der Annahme eines Normaldrucks von einer Atmosphäre ist der Gefrierpunkt die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit zu einem Feststoff kondensiert. Einige Gase wie Kohlendioxid können durch einen als Sublimation bezeichneten Prozess zu Feststoffen werden, ohne eine flüssige Phase zu durchlaufen. Mit Ausnahme von Helium weisen alle Flüssigkeiten und Gase charakteristische Gefrierpunkte auf, die Wissenschaftler durch Experimente und nicht durch Berechnungen ermittelt haben. Mit einer allgemeinen Formel, die als Blagdens Law bekannt ist, können Sie jedoch berechnen, wie die Zugabe eines gelösten Stoffes den Gefrierpunkt eines Lösungsmittels direkt proportional zur Konzentration der Lösung senkt.
Schauen Sie sich die Masse eines Mols des gelösten Stoffs an. Ein Mol ist eine bestimmte Anzahl von Partikeln - Ionen, Atomen oder Molekülen - in einer Substanz. Diese spezifische Zahl ist die Avogadros-Konstante, 6,02 x 10 ^ 23. Sie können die Masse eines Mols des gelösten Stoffs im Internet oder in einem Chemiebuch nachschlagen. Beispielsweise beträgt die Masse eines Mols Natriumchlorid oder Tafelsalz 58,44 Gramm / Mol.
Erforschen Sie die Eigenschaften des Lösungsmittels. Sie können beispielsweise auf verschiedenen Websites nach H20 oder Wasser suchen und feststellen, dass der Gefrierpunkt null Grad Celsius beträgt. Wasser hat eine andere Eigenschaft, die als kryoskopischer Gehalt ("Kf") bezeichnet wird und 1,86 in Einheiten von (Grad Celsius x Kilogramm / Mol) entspricht. Das Kf eines Lösungsmittels beschreibt, wie stark sein Gefrierpunkt bei Zugabe eines gelösten Stoffes abfällt.
Bestimmen Sie die Molalität ("m") der Lösung, die als Mol gelösten Stoffs pro Kilogramm Lösungsmittel definiert ist. Wenn Sie beispielsweise einem Kilogramm Wasser - das ist auch ein Liter Wasser - 58,44 Gramm Natriumchlorid hinzufügen, erhalten Sie eine Salzwasserlösung mit einer Molalität von einem Mol Salz / einem Kilogramm Wasser oder einem Mol /Kilogramm.
Suchen Sie den vant Hoff-Faktor ("i") für den gelösten Stoff. Dies ist das Molverhältnis des gelösten Stoffes vor und nach seiner Auflösung. Beispielsweise dissoziiert ein Mol Natriumchlorid in Wasser, um jeweils ein Mol Natrium- und Chlorionen zu bilden. Daher hat Tafelsalz einen Hoffnungsfaktor von zwei.
Berechnen Sie die Gefrierpunkterniedrigung mit der Formel Tf = (i x Kf x m), wobei Tf angibt, wie stark der Gefrierpunkt in Grad Celsius abfällt. In unserem Beispiel ist Tf = (2 × 1,86 × 1) oder 3,72 ° C, wodurch der Gefrierpunkt von Wasser von null auf minus 3,72 ° C abfällt.