ความแตกต่างระหว่างจุดเยือกแข็งและจุดเดือด

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

ความแตกต่างที่สำคัญ – จุดเยือกแข็งที่จุดเยือกแข็ง vs ระดับความสูงจุดเดือด

จุดเยือกแข็งที่จุดเยือกแข็งทำให้สารละลายแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของตัวทำละลายบริสุทธิ์เนื่องจากการเติมตัวละลาย ความสูงของจุดเดือดทำให้สารละลายเดือดที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือดของตัวทำละลายบริสุทธิ์เนื่องจากการเติมตัวถูกละลาย ดังนั้น ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างจุดเยือกแข็งของจุดเยือกแข็งและการยกระดับจุดเดือดก็คือ จุดเยือกแข็งของจุดเยือกแข็งจะลดจุดเยือกแข็งของสารละลายในขณะที่จุดเดือดเพิ่มจุดเดือดของสารละลาย

จุดเยือกแข็งที่จุดเยือกแข็งและการยกระดับของจุดเดือดเป็นสมบัติการรวมตัวกันของสสาร ซึ่งหมายความว่าพวกมันขึ้นอยู่กับปริมาณของตัวถูกละลายเท่านั้น ไม่ได้ขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวถูกละลาย

จุดเยือกแข็งคืออะไร

จุดเยือกแข็งที่จุดเยือกแข็งคือการลดลงของจุดเยือกแข็งของตัวทำละลายเนื่องจากการเติมตัวถูกละลายลงในตัวทำละลาย มันเป็นสมบัติคอลลิเคชั่น ซึ่งหมายความว่าจุดเยือกแข็งที่จุดเยือกแข็งจะขึ้นอยู่กับปริมาณของตัวถูกละลายเท่านั้น ไม่ได้ขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวถูกละลาย เมื่อเกิดการกดจุดเยือกแข็ง จุดเยือกแข็งของตัวทำละลายจะลดลงจนเหลือค่าที่ต่ำกว่าตัวทำละลายบริสุทธิ์ ภาวะซึมเศร้าของจุดเยือกแข็งเป็นสาเหตุที่น้ำทะเลยังคงอยู่ในสถานะของเหลวแม้ที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส (จุดเยือกแข็งของน้ำบริสุทธิ์) สามารถระบุจุดเยือกแข็งได้ดังนี้

ΔT_f=T_{f(ตัวทำละลาย)} – T_{f(สารละลาย)}

หรือ

ΔT_f=K_fm

ในนี้

• ΔT_{f คือจุดเยือกแข็งที่จุดเยือกแข็ง}
• T_{f(ตัวทำละลาย) เป็นจุดเยือกแข็งของตัวทำละลายบริสุทธิ์}
• T_{f(สารละลาย)เป็นจุดเยือกแข็งของสารละลาย (ตัวทำละลาย + ตัวถูกละลาย)}
• K_{f คือค่าคงที่การกดจุดเยือกแข็ง}
• m คือโมลาลิตีของสารละลาย

อย่างไรก็ตาม ตัวถูกเติมที่เติมควรเป็นตัวถูกละลายที่ไม่ระเหย ถ้าไม่ใช่ตัวถูกละลายจะไม่ส่งผลกระทบต่อจุดเยือกแข็งของตัวทำละลายเพราะจะถูกระเหยง่าย ไม่เพียงแต่สำหรับสารละลายเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้แนวคิดนี้เพื่ออธิบายการเปลี่ยนแปลงจุดเยือกแข็งของสารผสมที่เป็นของแข็งได้อีกด้วย สารประกอบของแข็งที่เป็นผงละเอียดมีจุดเยือกแข็งต่ำกว่าสารประกอบของแข็งบริสุทธิ์เมื่อมีสารเจือปนอยู่ (ส่วนผสมที่เป็นของแข็งและของแข็ง)

จุดเยือกแข็งคืออุณหภูมิที่ความดันไอของตัวทำละลายและความดันไอของรูปของแข็งของตัวทำละลายนั้นเท่ากันหากเติมตัวทำละลายที่ไม่ระเหยง่ายลงในตัวทำละลายนี้ ความดันไอของตัวทำละลายบริสุทธิ์จะลดลง จากนั้นรูปแบบของแข็งของตัวทำละลายจะยังคงอยู่ในสภาวะสมดุลกับตัวทำละลายแม้ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งปกติ

จุดเดือดคืออะไร

จุดเดือดที่เพิ่มขึ้นคือการเพิ่มขึ้นของจุดเดือดของตัวทำละลายเนื่องจากการเติมตัวถูกละลายลงในตัวทำละลาย ที่นี่ จุดเดือดของสารละลาย (หลังจากเติมตัวถูกละลาย) จะสูงกว่าจุดเดือดของตัวทำละลายบริสุทธิ์ ดังนั้นอุณหภูมิที่สารละลายเริ่มเดือดจึงสูงกว่าอุณหภูมิปกติ

รูปที่ 01: ความแตกต่างของจุดเยือกแข็งและจุดเดือดระหว่างตัวทำละลายบริสุทธิ์และสารละลาย (ตัวทำละลาย + ตัวถูกละลาย)

อย่างไรก็ตาม ตัวถูกเติมควรเป็นตัวถูกละลายที่ไม่ระเหย มิฉะนั้น ตัวถูกละลายจะระเหยแทนที่จะละลายในตัวทำละลาย ความสูงของจุดเดือดเป็นสมบัติคอลลิเกทีฟ ดังนั้นมันจึงขึ้นอยู่กับปริมาณของตัวถูกละลายเท่านั้น (ไม่ได้ขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวถูกละลาย)

ΔT_b=T_{b(ตัวทำละลาย)} – T_{b(สารละลาย)}

หรือ

ΔT_b=K_bm

ในนี้

• ΔT_{b คือระดับความสูงของจุดเดือด}
• T_{b(ตัวทำละลาย) เป็นจุดเดือดของตัวทำละลายบริสุทธิ์}
• T_{b(สารละลาย)เป็นจุดเดือดของสารละลาย (ตัวทำละลาย + ตัวถูกละลาย)}
• K_{b คือค่าคงที่ระดับความสูงของจุดเดือด}
• m คือโมลาลิตีของสารละลาย

ตัวอย่างทั่วไปของปรากฏการณ์นี้คือจุดเดือดของสารละลายเกลือที่เป็นน้ำ สารละลายเกลือเดือดที่อุณหภูมิสูงกว่า 100°C (จุดเดือดของน้ำบริสุทธิ์)

จุดเยือกแข็งและจุดเดือดต่างกันอย่างไร

จุดเยือกแข็ง vs ระดับความสูงจุดเดือด
จุดเยือกแข็งที่จุดเยือกแข็งคือการลดลงของจุดเยือกแข็งของตัวทำละลายเนื่องจากการเติมตัวถูกละลายลงในตัวทำละลาย	จุดเดือดที่เพิ่มขึ้นคือการเพิ่มขึ้นของจุดเดือดของตัวทำละลายเนื่องจากการเติมตัวถูกละลายลงในตัวทำละลาย
อุณหภูมิ
จุดเยือกแข็งที่จุดเยือกแข็งลดจุดเยือกแข็งของสารละลาย	จุดเดือดเพิ่มจุดเดือดของสารละลาย
หลักการ
จุดเยือกแข็งที่จุดเยือกแข็งทำให้สารละลายแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่าตัวทำละลายบริสุทธิ์	จุดเดือดที่สูงขึ้นทำให้สารละลายเดือดที่อุณหภูมิสูงกว่าตัวทำละลายบริสุทธิ์
สมการ
จุดเยือกแข็งที่จุดเยือกแข็งถูกกำหนดโดย ΔTf=Tf(ตัวทำละลาย) – Tf(สารละลาย) หรือ ΔTf=Kfm.	จุดเดือด ΔTb=Tb(ตัวทำละลาย) – Tb(สารละลาย) หรือ ΔTb=Kbm.

สรุป – ภาวะซึมเศร้าจุดเยือกแข็ง vs ระดับความสูงจุดเดือด

จุดเยือกแข็งที่จุดเยือกแข็งและการยกระดับจุดเดือดเป็นคุณสมบัติการประสานกันที่สำคัญสองประการของสสาร ความแตกต่างระหว่างจุดเยือกแข็งและการยกระดับจุดเดือดคือ จุดเยือกแข็งที่จุดเยือกแข็งลดจุดเยือกแข็งของสารละลายในขณะที่จุดเดือดเพิ่มจุดเดือดของสารละลาย