chimica-online.it

Abbassamento crioscopico

Come si calcola l'abbassamento crioscopico di una soluzione

Una soluzione congela a una temperatura più bassa di quella del solvente puro: la diminuzione del punto (o temperatura) di congelamento si chiama abbassamento crioscopico.

Pertanto, si definisce abbassamento crioscopico la differenza tra la temperatura di congelamento della soluzione e la temperatura di congelamento del solvente.

Anche questa proprietà delle soluzioni è una diretta conseguenza dell'abbassamento della tensione di vapore della soluzione rispetto a quella del solvente puro; semplificando si può dire che in soluzione, le molecole del soluto interferiscono con le forze attrattive tra le molecole del solvente ed ostacolano la solidificazione delle molecole del solvente alla loro normale temperatura di congelamento.

Pertanto la temperatura di congelamento di una soluzione si abbassa rispetto a quella del solvente puro, cioè per esempio, per l'acqua si presenta a una temperatura inferiore a 0 °C.

diagramma p-v abbassamento crioscopico

Diagramma di stato di una soluzione (in azzurro) confrontato al diagramma di stato dell'acqua (in blu). Si noti come la linea della tensione di vapore della soluzione slitti vero sinistra ed incontri l'ordinata P = 1 atm a temperature inferiori a 0°C.

Inoltre, quando una soluzione solidifica, in realtà è solo il solvente che congela "espellendo" dal reticolo solido che sta formando le particelle del soluto. In questo modo la soluzione liquida che ancora non ha congelato aumenta la propria concentrazione in soluto ed il suo punto di congelamento si abbassa ulteriormente. Questo spiega il perchè le soluzioni non congelano ad una temperatura fissa ma si solidificano gradualmente in un arco di temperature più o meno ristretto.

Come calcolare l'abbassamento crioscopico

L'abbassamento della temperatura di congelamento (abbassamento crioscopico) Δtcr di una soluzione rispetto a quella del solvente puro è direttamente proporzionale alla molalità (m) della soluzione:

abbassamento crioscopico

dove Δtcr è l'abbassamento crioscopico, uguale alla temperatura di congelamento della soluzione meno quella del solvente puro e Kcr è la costante crioscopica. Kcr varia da solvente a solvente e per l'acqua vale 1,86 (°C · Kg) / mol.

Se la sostanza disciolta è dissociata in ioni, bisogna anche introdurre il coefficiente i di Van't Hoff.

Esso vale 2, 3, 4, .... a seconda del numero di ioni in cui l'elettrolita è dissociato. Si ha:

abbassamento crioscopico

Per esempio: nel caso del solfato di sodio (Na2SO4 → 2Na+ + SO42-) i = 3; nel caso dell'acido cloridrico (HCl → H+ + Cl-) i = 2.

La branca della chimica che studia l'abbassamento crioscopico è la crioscopia.

Fluidi refrigeranti

Di largo impiego sono le soluzioni acquose di anticongelanti utilizzate come fluidi refrigeranti per motori a scoppio o come detergenti per vaschette lavavetri; tali soluzioni basano il loro funzionamento sul principio dell'abbassamento crioscopico.

Esercizi sulle proprietà colligative

Li trovi al seguente link: esercizi sulle proprietà colligative.

Ti potrebbe interessare

Studia con noi