أسئلة: ارتفاع درجة الغليان وانخفاض درجة التجمد

الإجابة الصحيحة: بسبب إعاقة جسيمات المذاب لتبخر جزيئات المذيب على السطح

جسيمات المذاب تشغل حيزًا من سطح السائل، مما يقلل من عدد جزيئات المذيب التي يمكنها الهروب إلى الحالة الغازية.

الإجابة الصحيحة: يكون الانخفاض في درجة التجمد أكبر للمذاب الإلكتروليتي

المذاب الإلكتروليتي يتأين ويزيد من عدد الجسيمات الكلي في المحلول، مما يضاعف من تأثير انخفاض درجة التجمد.

الإجابة الصحيحة: انخفاض درجة حرارة المذيب دون درجة تجمده مع بقائه سائلًا

التبريد الفائق هو انخفاض درجة حرارة السائل إلى ما دون درجة تجمده مع بقائه سائلًا أثناء التبريد.

الإجابة الصحيحة: 0.512 K

من القانون $\Delta t = K_b \times m$، يكون الناتج $0.512 \times 1 = 0.512$.

الإجابة الصحيحة: من نقطة تقاطع امتداد الجزء المستقيم بعد التبريد الفائق مع الخط الأصلي

بسبب التبريد الفائق لا تمثل أقل نقطة على المنحنى درجة التجمد، فنمد الجزء المستقيم بعد التبريد الفائق حتى يتقاطع مع منحنى التبريد الأصلي، ونقطة التقاطع هي درجة التجمد.

الإجابة الصحيحة: علاقة عكسية

كلما زاد عدد جسيمات المذاب (المولالية الفعلية)، زاد مقدار انخفاض درجة التجمد، أي انخفضت درجة التجمد أكثر.

الإجابة الصحيحة: 1.5 mol/kg

$CaCl_2$ يتأين إلى 3 أيونات ($Ca^{2+} + 2Cl^-$)، لذا نضرب المولالية في 3: $0.5 \times 3 = 1.5$.

الإجابة الصحيحة: ترتفع قليلًا بسبب انطلاق حرارة التجمد

عند بدء التجمد تنطلق حرارة التجمد (الانصهار الكامنة)، فترتفع درجة الحرارة قليلًا بعد انخفاضها الفائق.

الإجابة الصحيحة: يتضاعف

بما أن $\Delta t = K_b \times m$، فإن العلاقة طردية بين $\Delta t$ والمولالية $m$.

الإجابة الصحيحة: جسيمات المذاب الموجودة على سطح السائل

تشغل جسيمات المذاب غير المتطاير جزءًا من سطح السائل فتعيق تبخر جزيئات المذيب، فيقل الضغط البخاري للمحلول.

الإجابة الصحيحة: K·kg/mol

من $\Delta t = K_f \times m$ نحصل على $K_f = \frac{\Delta t}{m}$، ووحدتها $\frac{K}{mol/kg} = K \cdot kg/mol$.

الإجابة الصحيحة: نوع المذاب

الخواص الجامعة للمحاليل تعتمد على عدد جسيمات المذاب وليس على نوع المادة المذابة.

الإجابة الصحيحة: $-1.48\,^{\circ}\text{C}$

$m=\frac{0.100}{0.250}=0.400$، والمولالية الفعلية للأيونات $0.800\ \text{mol/kg}$، فإن $\Delta t_f=1.85\times0.800=1.48\ \text{K}$ وتصبح درجة التجمد $-1.48\,^{\circ}\text{C}$. الخيار $-0.74$ يهمل التأين.

الإجابة الصحيحة: $150\ \text{g/mol}$

$m=\frac{0.37}{1.85}=0.20\ \text{mol/kg}$، والمولات $0.20\times0.200=0.040\ \text{mol}$، و$M=\frac{6.0}{0.040}=150\ \text{g/mol}$.

الإجابة الصحيحة: لأن المذيب وحده يتجمد فيزداد تركيز المحلول المتبقي وتنخفض درجة تجمده

تجمد المذيب يترك المذاب في كمية أقل من السائل، فتزداد المولالية ويزداد انخفاض درجة التجمد باستمرار.

لأن جسيمات المذاب تعيق تبخر جزيئات المذيب على السطح، مما يخفض الضغط البخاري للمحلول. ولتساوي الضغط البخاري للمحلول مع الضغط الجوي (شرط الغليان)، يجب رفع درجة حرارة المحلول إلى مستوى أعلى من درجة غليان المذيب النقي.

1. نحسب المولالية من القانون $m = \Delta t / K_f = 0.30 / 1.85 \approx 0.162$ mol/kg. 2. نحسب عدد المولات $n = m \times \text{كتلة المذيب بالكيلوجرام} = 0.162 \times 0.250 = 0.0405$ mol. 3. الكتلة المولية $M = \text{الكتلة} / n = 7.5 / 0.0405 \approx 185.19$ g/mol.

تُضاف لتعمل كمذاب غير متطاير، مما يؤدي إلى انخفاض درجة تجمد الماء الموجود في المبرد، فيمنع تجمد سائل التبريد داخل المحرك في درجات الحرارة المنخفضة جداً.

أثناء التبريد الفائق، تنخفض درجة حرارة السائل دون درجة تجمده دون أن يتجمد. عند بدء التجمد، تنطلق حرارة كامنة (حرارة التجمد) نتيجة تحول المادة من الحالة السائلة إلى الصلبة، مما يسبب ارتفاعاً طفيفاً في درجة الحرارة قبل أن تستقر وتستمر في الانخفاض.

بما أن $Na_2SO_4$ إلكتروليت قوي يتأين إلى 3 أيونات ($2Na^+ + SO_4^{2-}$)، فإن المولالية الفعلية = $0.2 \times 3 = 0.6$ mol/kg. مقدار الانخفاض $\Delta t_f = K_f \times m = 1.86 \times 0.6 = 1.116$ K.

المذاب غير الإلكتروليتي لا يتأين، لذا فإن مولالية جسيماته تساوي مولالية المادة المذابة. أما المذاب الإلكتروليتي فيتأين إلى أيونات، مما يزيد من عدد الجسيمات الكلي في المحلول (المولالية الفعلية)، وبالتالي يكون تأثيره على خفض درجة التجمد أو رفع درجة الغليان أكبر بمقدار عدد الأيونات الناتجة.