Gefrierpunktserniedrigung Rechner
Gib den van-’t-Hoff-Faktor, die kryoskopische Konstante und die Molalität ein, um zu sehen, wie weit der Gefrierpunkt einer Lösung unter das reine Lösungsmittel sinkt — die Wissenschaft hinter dem Streuen von Salz auf Eis.
Eine kolligative Formel
Gib i, Kf und die Molalität ein und der Rechner liefert ΔTf = i × Kf × m, den Abfall des Gefrierpunkts, in Kelvin (so groß wie ein °C-Schritt).
Molalität verwenden
Die Konzentration muss die Molalität sein (Mol pro Kilogramm Lösungsmittel), nicht die Molarität, und Kf muss zum Lösungsmittel passen — Wasser hat etwa 1,86 K·kg/mol.
Was ist die Gefrierpunktserniedrigung?
Eine kolligative Eigenschaft von Lösungen
Die Gefrierpunktserniedrigung gibt an, wie weit eine Lösung unter ihrem reinen Lösungsmittel gefriert, sobald ein Stoff darin gelöst ist. Sie ist eine kolligative Eigenschaft: Sie hängt nur davon ab, wie viele gelöste Teilchen vorhanden sind, nicht davon, welche es sind. Löst du Zucker, Salz oder Frostschutz in Wasser, sinkt der Gefrierpunkt immer. Dieser Rechner macht aus drei Zahlen — dem van-’t-Hoff-Faktor (in wie viele Teilchen jede Einheit zerfällt), der kryoskopischen Konstante des Lösungsmittels und der Molalität — den Temperaturabfall ΔTf. Das ist die Zahl hinter dem Streusalz im Winter, dem Frostschutz im Kühler und der Art, wie Chemiker molare Massen bestimmen.
Gib den van-’t-Hoff-Faktor, die kryoskopische Konstante Kf und die Molalität ein, um sofort die Gefrierpunktserniedrigung ΔTf zu erhalten.
Die Gefrierpunktserniedrigung ist der van-’t-Hoff-Faktor mal die kryoskopische Konstante mal die Molalität.
ΔTf = i × Kf × mJeder Faktor bringt ein Stück Chemie ein. Der van-’t-Hoff-Faktor i zählt die Teilchen, die ein Stoff freisetzt — 1 bei Zucker, 2 bei NaCl, 3 bei CaCl₂. Die kryoskopische Konstante Kf ist durch das Lösungsmittel festgelegt (etwa 1,86 K·kg/mol für Wasser). Die Molalität m ist die Stoffmenge pro Kilogramm Lösungsmittel. Multipliziere die drei und das Ergebnis kommt in Kelvin zurück, was auch der Größe des Abfalls in Grad Celsius entspricht. Angenommen, du löst 1 Mol Kochsalz in 1 kg Wasser: Mit i = 2, Kf = 1,86 und m = 1 ergibt sich 2 × 1,86 × 1 = 3,72, das Salzwasser gefriert also bei etwa −3,72 °C statt 0 °C. Verdoppelst du das Salz auf 2 molal, verdoppelt sich der Abfall auf 7,44 K — genau so halten Streudienste das Eis weit unter dem Gefrierpunkt am Schmelzen.
Die Formel ist einfach, doch sie beruht auf Annahmen, die bei höheren Konzentrationen wichtig werden.
Nur verdünnte, ideale Lösungen
ΔTf = i × Kf × m setzt eine verdünnte, ideale Lösung voraus. In konzentrierten Solen wechselwirken die Ionen, sodass der effektive van-’t-Hoff-Faktor unter den Idealwert fällt (NaCl verhält sich eher wie 1,9 als wie 2) und der reale Abfall kleiner ist als die Formel vorhersagt. Verwende stets die Molalität (Mol pro Kilogramm Lösungsmittel), nicht die Molarität, und ein Kf, das zu deinem Lösungsmittel passt — Wasser hat 1,86 K·kg/mol, Benzol etwa 5,12. Das Ergebnis ist die Größe des Abfalls, ziehe es also vom Gefrierpunkt des reinen Lösungsmittels ab, um die neue Gefriertemperatur zu erhalten.