Previo El Derecho de Depresión de Punto de congelación en química Física

El Derecho de Depresión de Punto de congelación en química Física

Han enseñado a la ley de depresión de punto de congelación muchos años como la parte tanto de estudiante de primer año como de cursos de química físicos. Sobre el estudiante de primer año nivelan la ley por lo general enseñan fenomenológicamente, mientras que en la química física su oriein en el thermodvnamics de eauilibrium heterogéneo es; él enfoca de atención. La enseñanza del lawat este nivel tiene un número de pur~oses entre cual son (1) para mostrar el thermodynamic*i*n de la ley, 121 para proporcionar la experiencia en la determinación de peso molecular o la depresión de punto de congelación, (3) para proporcionar una comprensión hasic de fusión eutéctica y solidificación, (4) para proporcionar una base para una comprensión más profunda del comportamiento de la ley de ambo Raoult (propiedades coligativas) y salidas de la idealidad, (y 5) para ilustrar la linealización de una relación más compleja funcional.

El objetivo de este artículo es de sugerir un cambio de cursos de química físicos a una generalización ligeramente más complicada pero considerablemente más útil de la ley de depresión de punto de congelación simple, uno que alcanza todos los objetivos indicados encima y un número de objetivos adicionales también. El tiempo es apropiado por este movimiento para dos motivos. El primero es que actualmente enseñan a la ley de depresión de punto de congelación simple en cursos de química de estudiante de primer año que hacen el tratamiento común a la mayoría de los textos de química físicos algo redundante (no totalmente tan, desde luego, porque el tratamiento de nivel de estudiante de primer año generalmente no está basado sobre un understandine de cálculo o el potencial químico).

El segundo es aquella depresión de punto de congelación isho más largo tan importante como una vez estaba en la determinación de peso molecular.. Esto es donde la generalización sugerido aquí, a saber el tratamiento de equilibrio sólido líquido en el cual permiten a la solución sólida, realmente brilla, para algunas separaciones modernas y materiales que manejan tecnologías (la refinación de zona, la fusión de cráneo) depiende para su éxito sobre el control de la distribución de impurezas entre alimentos sólidos y se derrite. Que es sugerido que aquí está que el tratamiento habitual de dos componentes, bifásico líquido sólido ser generalizado al caso de inmejorablemente diluye el equilibrio de solución sólido líquido. Esto tiene la ventaja de quitar la suposición que en bothpractice y principio es falsa, a saber la suposición que hay solubilidad cero sólida; sin embargo, la ley de depresión de punto de congelación habitual es recuperada cuando la solubilidad de soluto en el sólido es negligibly pequeña. El tratamiento de depresión de punto de congelación tradicional está basado sobre la reacción un A (puro sólido) = un (en la solución líquida con B) (1)

y que es sugerido que aquí está que las reacciones más realistas netas

A (en solución sólida) = A (en solución líquida) (2)

B (en solución sólida) = B (en solución líquida) (3)

ser considerado en cambio. Tomando la ley de Raoult (el líquido puro y sólido) el estándar declara para un y la ley del Henrio (la B en el ideal hipotético XB = 1 soluciones líquidas y sólidas) estados estándar para la B y aplicando el Gibhs-Helmholzequation en la solución inmejorablemente diluida y, como siempre en el desarrollo de la ley de depresión de punto de congelación, asumiendo ACpoAT para ser insignificante en relación con AH0, producciones

FORMULAS

Fórmulas

Además, tomando la K = Ko + AK para suficientemente diluye la solución

Fórmulas

Diagrama

Eliminación Xgl entre eq 8 y eq 11 producciones

Fórmulas

where A = AHsK~IRT,WP - I), which for sufficiently
small AT yields (to first order in AT):

Fórmulas

Estos son las leyes generalizadas restrictivas para el líquido sólido dos - el equilibrio componente. ¿Para KO>> 1 (el soluto mucho más solu-ble en el líquido que en la solución sólida) estos se hacen Xzs 0 y X21 AHofusionATRT?, el punto de congelación linealizado depresión ley.
Para KD <1 (B más soluble en sólido que en el el líquido) eqs 13 y 14 implica EN <1 (la elevación de punto de congelación), y para KO> 1 thev vield deoression de la fusión ~oint con la solución sólida. "*r todos los casos eqs 13 y 14 son ecuaciones inear apropiadas por el análisis de líquido sólido equi-libria en soluciones suficientemente diluidas. La cantidad la K " puede ser vista como un parámetro que determina el comportamiento: KO - el medio pone a cero la solubilidad sólida y el punto de congelación habitual de pression la ley, KO> 1 medio alguna solubilidad sólida, pero la solubilidad mayor en el líquido y la depresión de punto de congelación, y KO <1 medio la solubilidad mayor en el sólido que en la elevación de punto de congelación y el liquido.

Como las soluciones se hacen más concentradas las leyes lineales más se aplicará porque las aproximaciones no son ningún largas - er válidas, y porque las soluciones en general más serán ideales (más obedecerán las leyes de Raoult y Henrio). En el caso de las concentraciones más altas de soluto las leyes apropiadas son

Fórmulas

donde K = YB~XB~IYBSXB ~ y los coeficientes de actividad de pend sobre la naturaleza de un y B y sus interacciones de solución líquidas y sólidas. La figura muestra el diagrama de fase de Ge-Si. ' Durante el final de Si-rich, Ko (el límite de XcdIXcd como la T va a 1414 " C, la temperatura que se derrite de Si) es mayor que la unidad, y el punto de congelación es deprimido. Además, Si puede ser purificado de una impureza Ge por la refinación de la zona. Durante el final de Ge-rich, la K " (el límite de X*/Xsis) es menos que la unidad, y el punto de congelación es elevado. Ge no puede ser purificado de una impureza de Si por la refinación de la zona.

...