Samenvatting Toegepaste fysica sem 1 deel 2

EIGENSCHAPPEN VAN OPLOSSINGEN
1. Dampspanningsverlaging, kookpuntsverhoging, smeltpuntsverlaging
1.1. Wet van Raoult
- Potje zuiver solvent A
 Vloeistofoppervlak: pdamp A = p°A (max. dampspanning)
- Potje met solvent A en niet-vluchtige stof B
 Vloeistofoppervlak: pdamp A < p°A
 Wet van Raoult
Δp A −Δn
 =
p ° A ntot
 Rechtevenredig
 … PPT
- pdamp A = partiële dampdruk van A
1.2. Kookpuntsverhoging en vriespuntsverlaging




Oorzaak: stof B wordt opgelost in stof A
- Kookpuntsverhoging: ΔTk = Eb . mb Vriespuntsverlaging: ΔTs = - Ef . mb
 ΔTk: kookpuntsverandering
 ΔTs: smeltpuntsverandering
 Eb: ebuloscopische constante (molaire kookpuntsverandering)
 Ef: cryoscopische constante (molaire vriespuntsverandering)
 Afhankelijk van solvent A en T, niet van stof B
ΔT
 E = Δm
mA
 [E] = K.kg/mol
 mb = molaliteit van de opgeloste deeltjes
n mol
 =
m kg
 - = vriespuntverandering is negatief, het vriespunt verlaagt

,  Verandering = W2 – W1
 50°C – 25°C = 25°C
 323K – 298K = 25K
 Geen verschil in waarde  niet omrekenen naar Kelvin
1.3. Toepassingen
1.3.1. Bepaling van de molaire massa
- MM = m/n
 n = (- ΔTs . ms)/Ef = (ΔTk . ms)/Eb
 AF(T) < 0,01°C (zéér nauwkeurig)
 Eb of Ef zijn zeer nauwkeurig gekend
 Stof B is een niet-elektrolyt (dissociëert niet in solvent A)
 Voorbeeldoefeningen in cursus
2. Oplosbaarheid
2.1. Verzadigde en niet-verzadigde oplossingen
- Verzadigde oplossing: #opgeloste stof > verzadiging  er ontstaat residu
 Maximale concentratie bij die T
- Onverzadigde oplossing: #opgeloste stof < verzadiging
2.1.1. Invloed van T op de oplosbaarheid
- Definitie:
 Oplosbaarheid (van B in A) is de maximale concentratie waarbij B een
oplossing kan zijn in A
- Temperatuurafhankelijkheid
 Oplosbaarheid neemt toe met stijgende T
 NaCl in water:
 100g water bij 16°C: 36,0g
 100g water bij 100°C: 39,4g
 KNO3 in water
 100g water bij 0°C: 13,00g
 100g water bij 75°C: 136,1g
 Na2SO4 in water  vanaf 32,4°C zal de oplosbaarheid lichtjes dalen
door hydrateren
- Oplosbaarheidslijn




 Punt op de lijn: verzadigde oplossing

,  Punt onder de lijn: onverzadigde oplossing
 Punt boven de lijn: onmogelijke concentratie
- Oververzadiging
 Oplossing die afkoelt vormt een residu op de oplosbaarheidslijn
 Bij verdere afkoeling blijft de stof de lijn volgen en begint met uitkristalliseren
 Als de stof de oplosbaarheidslijn snijdt, komt het in metastabiele toestand
 oververzadiging
- Oplosbaarheid van gassen
 Oplosbaarheid van gas daalt bij stijgende T
 Oplosbaarheid van gas stijgt bij toenemende druk
- Oplossingswarmte
 Oplossen vaste stof in vloeistof  kristalrooster wordt afgebroken (vergt E)
 Warmte onttrekken uit omgeving (oplossingswarmte)
 Latente warmte: Lo = Q/md = x J/kg
 Wanneer moleculen splitsen in ionen, kunnen er reacties optreden en kan er
extra warmte vrijkomen
2.2. Fasenregel van Gibbs
- V=B–F+2
 V: aantal vrijheidsgraden (onafhankelijk variabele parameters)
 Wel: p, T,…
 Niet: V, m
 Onafhankelijk: kan gewijzigd worden zonder een andere parameter
mee wijzigt
 B: aantal bestanddelen
 1 voor zuivere stof of hydraat
 2 voor een mengsel of oplossing van 2 bestanddelen
 3 voor een mengsel of oplossing van 3 bestanddelen
 F: aantal fasen
 1 voor zuiver water of voor een homogeen mengsel
 2 voor smeltend ijs of een mengsel waar een stof uitkristalliseert
 3 voor het tripelpunt of een mengsel waar meerdere stoffen
uitkristalliseren
 2: T en p
 Deze regel is enkel geldig wanneer éénzelfde T en p heersen (systeem
in evenwicht)
- Smeltlijn, dampspanningslijn of sublimatielijn
 V=1–2+2=1
 Zuivere stof: B = 1
 Evenwichtslijn: F = 2
 Slechts 1 vrijheidsgraad (p en T kunnen niet onafhankelijk van elkaar
worden gewijzigd)


- Tripelpunt
 V=1–3+2=0
 Zuivere stof: B = 1
 Tripelpunt: F = 3