Molare Schmelzpunkterniedrigung
Molare Schmelzpunkterniedrigung bezeichnet das Phänomen, dass der Schmelzpunkt in Lösungen niedriger liegt als in reinen Flüssigkeiten.
Die molare Schmelzpunkterniedrigung ΔT ist für verdünnte Lösungen proportional zur molaren Konzentration n des gelösten Stoffes:
Dabei senkt sich der Gefrierpunkt pro Mol gelöstem Stoff pro Liter Lösungsmittel um einen lösungsmittelspezifischen Wert. Diesen Wert nennt man die kryoskopische Konstante Eb, die nur vom Lösungsmittel und nicht vom gelösten Stoff abhängt (bei Wasser ist dieser Wert 1,86 °C/(mol l)). Sie lässt sich aus dem Raoultschen Gesetz und der Clausius-Clapeyronschen Gleichung ableiten zu
,
wobei
- R die Gaskonstante,
- Tg der Gefrierpunkt des Lösungsmittels und
- LS die spezifische Schmelzwärme des Lösungsmittels in cal/g
ist.
Aus der Gefrierpunkterniedrigung lässt sich die Molekularmasse des gelösten Stoffes bestimmen. Das Messverfahren hierzu bezeichnet man als Kryoskopie.
Da der Gefrierpunkt jeweils genau um 1,86 °C sinkt, wenn man ein Mol eines Stoffes in einem Kilogramm Wasser löst, nennt der Chemiker die dazugehörige Temperatur auch molare Gefrierpunktserniedrigung. Dieser Effekt ist unabhängig von der Art des gelösten Stoffs, es handelt sich um eine kolligative Eigenschaft.
Es ist dabei zu beachten, dass Salze in wässiger Lösung dissoziieren. Kochsalz (NaCl) zerfällt z.B. in die Ionen Na+ und Cl-. Die Schmelzpunkterniedrigung ist daher in verdünnten Kochsalzlösungen doppelt so hoch wie zunächst erwartet.
| Stoff | Schmelzpunkt in °C | Gefrierpunkts- erniedrigung in °C · kg / mol |
| Wasser | 0 | 1,86 |
| Naphthalin | 80,2 | 6,8 |
| Chloroform | -63,5 | 4,68 |
| Benzol | 5,5 | 5,12 |
| Campher | 179 | 39,7 |
| Ethanol | -114,6 | 1,99 |
| Cyclohexan | 6,4 | 20,2 |
Ebenso von der Konzentration der gelösten Stoffe abhängig ist der Siedepunkt. Man spricht von Molarer Siedepunkterhöhung. Ursache für diese Effekte ist eine Erhöhung des chemischen Potenzials.
Siehe auch: Siedepunkterhöhung