Калькулятор понижения температуры замерзания

Понижение температуры замерзания — коллигативное свойство: в идеальном случае его величина зависит главным образом от числа растворённых частиц, а не от их химической природы. Добавление нелетучего вещества снижает химический потенциал жидкого растворителя. Поэтому твёрдая и жидкая фазы достигают равновесия при более низкой температуре, чем у чистого растворителя. На этом эффекте основаны дорожная соль, автомобильные охлаждающие жидкости, смеси для мороженого и лабораторное определение молярной массы. Для разбавленного раствора снижение температуры рассчитывается по формуле delta Tf = i × Kf × m. Kf — криоскопическая постоянная растворителя в градусах Цельсия, умноженных на килограмм и делённых на моль; m — моляльность, то есть число молей растворённого вещества на килограмм растворителя; i — фактор Вант-Гоффа. Моляльность основана на массе растворителя, а не на общем объёме раствора, поэтому не меняется с температурой. Температура замерзания раствора равна температуре замерзания чистого растворителя за вычетом рассчитанного понижения. Фактор Вант-Гоффа оценивает число растворённых частиц, образующихся из одной формульной единицы. Для неэлектролита, например глюкозы, в идеале i = 1. Хлорид натрия в идеале диссоциирует на два иона, поэтому часто принимают i = 2, а для хлорида кальция — i = 3. В реальных растворах электролитов эффективные факторы обычно ниже из-за взаимодействия ионов и образования ионных пар, особенно при росте концентрации. Если важна точность, предпочтительны экспериментальные значения. Для воды Kf = 1.86 °C·kg/mol, но у каждого растворителя своя постоянная. У бензола, уксусной кислоты, камфоры и других растворителей значения могут быть значительно выше. Убедитесь, что постоянная относится к выбранному растворителю и единицы совместимы. Положительное понижение означает уменьшение температуры, поэтому вычитается из точки замерзания чистого растворителя. Для воды с исходной точкой 0 °C любое положительное понижение даёт отрицательную расчётную температуру замерзания раствора. Уравнение предполагает идеальный разбавленный раствор, нелетучее растворённое вещество и растворитель, который при кристаллизации почти не включает в себя это вещество. Концентрированные антифризы могут сильно отклоняться от модели и иметь сложные фазовые диаграммы вместо простой линейной зависимости. Для защиты от замерзания в критически важных для безопасности условиях используйте измеренные данные продукта. Для обучения, предварительного подбора состава и разбавленных лабораторных растворов калькулятор даёт быструю понятную оценку, показывая и изменение температуры, и итоговую точку замерзания.