Grüße chemweazle,
Stichwort : Gefrierpunktserniedrigung-Kryoskopie proportional der Molarität, Stoffmengenanteil bzw. auch der Molalität der gelösten frei beweglichen Teilchen, die nicht in das Kristallgitter des festen Lösungsmittels(Eis, hexagonale Anti-SiO2-Struktur) hineinpassen.
Die gelösten frei beweglichen Teilchen bilden keine Mischkristalle mit dem Lösungsmittel.
Aufgabe:
Bei einer bestimmten Temperatur unter 0 Grad C* liegt eine 1 molare wässrige Glukoselösung fest vor, während eine wässrige Kaliumchloridlösung derselben Konzentration flüssig ist.
- Ist eine 0,8 molare wässrige Magnesiumchloridlösung bei derselben Temperatur flüssig oder fest?
- Erklären Sie den Unterschied.
Die Gefrierpunktserniedrigung, Δ T, ist einerseits der Molalität und der Molarität und somit vom Stoffmengenanteil der gelösten Substanz proportional.
Δ T = KKryos * b, b : Molalität der gelösten Substanz, Stoffmenge der gelösten Substanz pro Masse an Lösungsmittel, b = n / m(Lösungsmittel
Bei der Glucose-Lösung sind die Glucosemoleküle die gelösten freien beweglichen Teilchen. Ihre Konzentration ist identisch mit der Konzentration der Glucosemoleküle.
Abkürzung Konz. der frei beweglichen Teilchen: c(fbT)
Bei der Glucoselösung ist also c(fbT) = c(Glucose).
Bei der Kaliumchloridlösung,mit der Konzentration, c(KCl) = 0,1 mol / l, diese besteht aus den frei beweglichen hydratisierten Kaliumionen und den hydratisierten Chloridionen.
Die KCl-Lsg. ist ein starker 1 : 1-Elektrolyt.
c(K(+)) / c(Cl(-)) = 1 : 1, ⇒ c(K c(K(+)) = c(Cl(-)) = 0,1 mol / l
Hier ist die Konzentration der frei beweglichen Teilchen die Summe der Konzentrationen der Kationen und der Anionen,
Also c(fbT) = c(K(+)) + c(Cl(-)) = =,1 mol / l + 0,1 mol /l = 0,2 mol /l
Die Konzentration der der freien beweglichen Teilchen , c(fbT), ist bei der 0,1 molaren KCl-Lsg. doppelt so groß wie bei der 0,1 molaren Glucose-Lsg..
c(fbT)(KCl) = 0,2 mol / l = 2 * c(fbT)(Glucose) = 2 * 0,1 mol / l
Ist die Molare Konzentration größer, so ist auch die Molalität größer und somit ist die Gefrierpunktes-Erniedrigung der Kaliumchlorid-Lsg. wesentlich höher, als bei der Glucose-Lsg.
Analoges gilt für die MgCl2-Lsg., mit c( MgCl2 ) = 0,8 mol / l.
Die Chloridionenkonzentration ist doppelt so groß, wie die Konzentration der hydratisierten Magnesiumionen.
Es ist ein 1 : 2-Elektrolyt, c(Cl(-)) = 2 * c( Mg(2+) )
Die Konzentration der frei beweglichen Teichen lautet für die Lösung eines 1 : 2-Elektrolyten, Magnesiumchlorid :
c(fbT)(MgCl2) = c( Mg(2+) ) + c(Cl(-))
Und
c(fbT)(MgCl2) = c( Mg(2+) ) + 2 * c( Mg(2+) ) = 3 * c( Mg(2+) )
c(fbT)(MgCl2) = 3 * 0,8 mol / l = 2,4 mol / l
Die hochste Konzentration an frei beweglichen Teilchen, c(fbT) liegt bei der Magnesiumchloridlösung vor, gefolgt von der KCl-Lsg.
Die Magnsiumchlorid-Lsg. weist somit die stärkste Gefrierpunktserniedrigung von allen 3 Lösungen auf, gefolgt von der KCl-Lsg.
