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凝固点降下について
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No.2です。 (見かけでなく)実の凝固速度が低下し、融解速度が変わらない。 平衡は移動し、融解が進む。 逆に平衡を保つためには融解速度を低下させる必要が有る。 と考えれば、直感的に納得いきませんか?
その他の回答 (2)
- malaytrace
- ベストアンサー率33% (349/1027)
見かけの凝固速度ではなく、平衡で考えれば納得いくのではありませんか?
補足
なるほど!平衡ですか! もう少し解説して頂けませんか
- 2benzene
- ベストアンサー率74% (90/121)
凝固速度?凝固点降下は熱力学的な現象で速度論的な現象ではありません。ですから凝固速度などは関係なく、化学ポテンシャル(エネルギー)によって決まります。もしあなたが高校生なら理解するのは難しいでしょう。化学系の大学に行けば物理化学として習うはずです。 イメージとしては、凝固するということは分子が規則正しく配列するということ。不純物があると規則正しく並べない、つまり凝固できない。よってより冷やさないと凝固しない(=凝固点降下)。という感じでいいと思います。 一応熱力学的に凝固点降下を導出しておきます。興味があったら暇な時に見てください。 モル分率 x_B = 1 - x_A の溶媒Bに、モル分率 x_A の不揮発性溶質Aが溶けているとき、溶媒の固相-液相間の化学ポテンシャルが等しいとする。凝固点は(1)式を満たす温度 T である。 μ*_B (s) = μ*_B (l) + RT ln x_B (1) μ*_B (s) と μ*_B (l) は、溶媒Bの純粋な場合の固相(s)、液相(l)の化学ポテンシャルである。この式を変形して、 ln x_B = {μ*_B (s) - μ*_B (l)} / RT = - {μ*_B (l) - μ*_B (s)} / RT = - ΔfusG / RT ΔfusGは溶媒のモル融解ギブズエネルギーである。 ギブズヘルムホルツの式 {∂(G / T) / ∂T}p = - H / T^2より、溶媒のモル融解エンタルピーΔfus H を用いて、 dx_B / x_B = d(ln x_B) = (Δfus H / RT^2) dT (2) Δfus Hが一定であるという仮定の下で両辺を積分すると、 (左辺) = ∫(1→x_B) (dx_B / x_B) = [ln x_B](1→x_B) = ln x_B = ln(1 - x_A) (右辺) = (Δfus H / R) ∫(T*→T) (dT / T) = (Δfus H / R) [- 1 / T](T*→T) = (Δfus H / R) (1/T* - 1/T) よって(2)式は、 ln(1 - x_A) = (Δfus H / R) (1/T* - 1/T) となる。ただし、T*は純粋な溶媒の凝固点である。 希薄溶液であるから、x_A << 1 である。よって、ln(1 - x_A) ≈ - x_A と近似できる。 また、1/T* - 1/T = (T* - T) / TT* ≈ (T* - T) / T*^2 (>0) (∵T* ≈ T) と近似すると、 T* - T = (RT*^2 / Δfus H) x_A となる。 (RT*^2 / Δfus H) = K は定数とみなせ、溶質の種類に依存しない。 希薄溶液では、n_A + n_B ≈ n_B なので、 (n:物質量) x_A = n_A / (n_A + n_B) ≈ n_A / n_B = n_A / (m_B / M_B) (m:質量、M:モル質量) = b_A M_B (b:質量モル濃度) よって、T* - T = ΔTとして、 ΔT = Kf b_A (Kf = K M_B :溶媒のモル凝固点降下)
補足
回答ありがとうございました やっぱり難しいですね しかし,沸点上昇では,溶媒面に露出する溶質の分だけ溶媒が減り,その分蒸気圧降下が起こって,外圧と釣り合わせるまで蒸気圧を上げる→沸点上昇に結びつく と, 理解しやすいのですが 凝固点降下でこのような説明はムリなんでしょうかね(ノД`)
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