Кріоскопічні сталі деяких розчинників

Зниження тиску насиченої пари над розчином так само, як і зниження температури замерзання розчину залежить лише від кількості часток, молекул, іонів, асоціатів розчиненої речовини і не залежить від природи цих частинок. Зазначені властивості одержали назву колігативних властивостей розчинів. Відомо, що 1 моль речовини вміщує N_А= 6,02×10²³ молекул (стала Aвогадро). Однак, якщо утворення розчину супроводжується асоціюванням молекул розчиненої речовини, тобто утворенням часток, що складаються з груп молекул, при розчиненні 1 моль речовини, утворюється менша кількість часток у розчині (N£N_А), тобто концентрація виявиться меншою порівняно з тією, що була б за відсутності асоціації. Це призводить до того, що зменшення температури замерзання розчину виявиться замалим, а розрахована молярна маса буде завеликою.

При розчиненні електроліту дисоціація його молекул призводить до збільшення кількості частинок у розчині залежно від природи електроліту і ступеня його дисоціації. В цьому випадку (N> N_А) концентрація виявиться більшою за розраховану і зниження температури замерзання розчину буде завеликим, а розрахована молярна маса – замалою.

Одержані таким чином молярні маси називають " уявними ".

Для слабкого електроліту відношення істинної молярної маси М_іст до "уявної" М_уяв показує в скільки разів збільшилась кількість частинок в розчині внаслідок дисоціації:

(3.14)

Число і називається ізотонічним коефіцієнтом. Залежність між ізотонічним коефіцієнтом і та ступенем дисоціації a така:

(3.15)

звідки

(3.16)

де n – кількість іонів, на які дисоціює молекула в розчині.

Якщо розчинення неелектроліту не супроводжується його асоціацією (наприклад, утворення водних розчинів невеликих концентрацій сахарози, сечовини), кріометричні вимірювання дають істині значення молярної маси. Таким чином, у водних розчинах істинна молярна маса визначається тільки у випадку неелектролітів (сахароза, глюкоза та ін.).

Молярна маса електролітів визначається кріоскопічним методом в органічних розчинниках, у яких розчинена речовина не дисоціює.

Якщо розчинена речовина – електроліт, що розпадається на два іони, використовують рівняння для розрахунку коефіцієнта активності розчиненої речовини g:

(3.17)

де

(3.18)

Якщо відомий коефіцієнт активності, можна обчислити активність розчиненої речовини а, моляльна концентрація якої С, г/л:

(3.19)