הבדל בין שקע נקודת הקפאה לגובה נקודת רתיחה

2024 מְחַבֵּר: Alex Aldridge | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 13:39

הבדל מפתח - דיכאון בנקודת הקפאה לעומת גובה נקודת רתיחה

שפל נקודת הקיפאון גורם לתמיסה להקפיא בטמפרטורה נמוכה יותר מנקודת הקיפאון של הממס הטהור עקב הוספת מומסים. העלאת נקודת הרתיחה גורמת לרתיחה של תמיסה בטמפרטורה גבוהה יותר מנקודת הרתיחה של הממס הטהור עקב הוספת מומסים. לכן, ההבדל העיקרי בין שקע נקודת הקיפאון לגובה נקודת רתיחה הוא ששקע נקודת הקיפאון מקטין את נקודת הקיפאון של תמיסה ואילו גובה נקודת רתיחה מעלה את נקודת הרתיחה של תמיסה.

שפל נקודת הקיפאון והעלאת נקודת הרתיחה הם תכונות קוליגטיביות של חומר. זה אומר שהם תלויים רק בכמות המומסים, לא בטבעו של המומס.

מהו דיכאון בנקודת הקפאה?

שפל נקודת הקיפאון הוא הירידה בנקודת הקיפאון של ממס עקב הוספת מומס לממס. זה נכס קוליגטיבי. משמעות הדבר היא שדיכוי נקודת הקיפאון תלוי רק בכמות המומסים, לא באופי המומס. כאשר חלה ירידה בנקודת הקיפאון, נקודת הקיפאון של הממס יורדת לערך נמוך מזה של הממס הטהור. שקע נקודת הקיפאון הוא הסיבה לכך שמי הים נשארים במצב נוזלי גם ב-0°C (נקודת הקיפאון של מים טהורים). ניתן לתת את שקע נקודת הקיפאון כמפורט להלן.

ΔT_f=T_f(solvent) – T_f(solution)

או

ΔT_f=K_fm

בזה,

• ΔT_{f הוא שקע נקודת הקיפאון,}
• T_{f(solvent) הוא נקודת הקיפאון של ממס טהור}
• T_{f(פתרון)היא נקודת הקיפאון של התמיסה (ממס + מומסים)}
• K_{f הוא קבוע נקודת הקיפאון}
• m הוא המוליות של התמיסה.

עם זאת, המומס המוסף צריך להיות מומס לא נדיף, אם לא המומס אינו משפיע על נקודת הקיפאון של הממס מכיוון שהוא מתנדף בקלות. לא רק לפתרונות, אלא שניתן להשתמש במושג זה גם כדי להסביר את השינויים בנקודת הקיפאון של תערובות מוצקות. לתרכובת המוצקה הדקיקה יש נקודת הקפאה נמוכה יותר מהתרכובת המוצקה הטהורה כאשר קיימים זיהומים (תערובת מוצק-מוצק).

נקודת הקיפאון היא הטמפרטורה שבה לחץ האדים של ממס ולחץ האדים בצורה המוצקה של אותו ממס שווים.אם מוסיפים לממס זה מומס לא נדיף, לחץ האדים של הממס הטהור יורד. אז הצורה המוצקה של הממס יכולה להישאר בשיווי משקל עם הממס אפילו בטמפרטורות נמוכות מנקודת הקיפאון הרגילה.

מהי גובה נקודת רתיחה?

עליית נקודת הרתיחה היא העלייה של נקודת הרתיחה של ממס עקב הוספת מומס לממס. כאן, נקודת הרתיחה של התמיסה (לאחר הוספת מומסים) גבוהה מזו של הממס הטהור. לפיכך, הטמפרטורה שבה התמיסה מתחילה לרתוח גבוהה מזו של הטמפרטורה הרגילה.

איור 01: הבדלים בין נקודת הקפאה ונקודת רתיחה בין ממס טהור לתמיסות (ממס + מומסים)

עם זאת, המומס המוסף צריך להיות מומס לא נדיף, אחרת, המומס יתנדף ולא יתמוסס בממס. העלאת נקודת הרתיחה היא גם תכונה קוליגטיבית כך שהיא תלויה רק בכמות המומסים (לא באופי המומס).

ΔT_b=T_b(solvent) – T_b(solution)

או

ΔT_b=K_bm

בזה,

• ΔT_{b הוא גובה נקודת הרתיחה}
• T_{b(solvent) היא נקודת הרתיחה של ממס טהור}
• T_{b(פתרון)היא נקודת הרתיחה של התמיסה (ממס + מומסים)}
• K_{b הוא קבוע הגובה של נקודת הרתיחה}
• m הוא המוליות של הפתרון

דוגמה נפוצה לתופעה זו היא נקודת הרתיחה של תמיסת מלח מימית. תמיסת מלח רותחת בטמפרטורות גבוהות מ-100 מעלות צלזיוס (נקודת רתיחה של מים טהורים).

מה ההבדל בין שקע בנקודת הקיפאון לגובה נקודת רתיחה?

נקודת קיפאון לעומת גובה נקודת רתיחה
שפל נקודת הקיפאון הוא הירידה בנקודת הקיפאון של ממס עקב הוספה של מומס לממס.	העלאת נקודת הרתיחה היא העלייה של נקודת הרתיחה של ממס עקב הוספה של מומס לממס.
טמפרטורה
שקע בנקודת הקיפאון מקטין את נקודת הקיפאון של פתרון.	גביית נקודת הרתיחה מגבירה את נקודת הרתיחה של תמיסה.
עיקרון
שקע נקודת הקיפאון גורם לתמיסה להקפיא בטמפרטורה נמוכה יותר מהממס הטהור.	העלאת נקודת הרתיחה גורמת לתמיסה לרתוח בטמפרטורה גבוהה יותר מהממס הטהור.
משוואה
שפל נקודת הקיפאון ניתן על ידי ΔTf=Tf(solvent) – Tf(solution) או ΔTf=Kfm.	גובה נקודת רתיחה ΔTb=Tb(solvent) – Tb(solution) or ΔTb=Kbm.

סיכום – שקע נקודת הקפאה לעומת גובה נקודת רתיחה

שפל נקודת הקיפאון והעלאת נקודת הרתיחה הן שתי תכונות קוליגטיביות עיקריות של החומר. ההבדל בין שקע נקודת הקיפאון להעלאת נקודת רתיחה הוא ששקע נקודת הקיפאון מקטין את נקודת הקיפאון של תמיסה ואילו גובה נקודת רתיחה מעלה את נקודת הרתיחה של תמיסה.