κρυοσκοπία

Κλάδος της φυσικοχημείας, ο οποίος ερευνά τα φαινόμενα που συνδέονται με την πήξη των διαλυμάτων και τις σχετικές τεχνικές μετρήσεις (κρυομετρία), για τον προσδιορισμό της μοριακής μάζας ή του βαθμού διάστασης μιας διαλυμένης ουσίας. Διαπιστώνεται ότι κατά την προσθήκη μιας διαλυμένης ουσίας σε έναν διαλύτη πραγματοποιείται ταπείνωση του σημείου πήξης του διαλύματος και ότι η πτώση αυτή είναι ανάλογη με την ποσότητα της διαλυμένης ποσότητας που προστέθηκε. Έστω Δt η διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας πήξης του διαλύτη και της θερμοκρασίας πήξης διαλύματος συγκέντρωσης c, εκφραζόμενη σε γραμμάρια διαλυμένης ουσίας ανά 1.000 γρ. διαλύτη. Σύμφωνα με τον νόμο του Ραούλ έχουμε: , όπου k είναι η ειδική ταπείνωση του σημείου πήξης. Για γραμμομοριακά διαλύματα –διαλύματα δηλαδή που περιέχουν ένα γραμμομόριο διαλυμένης ουσίας σε 1.000 γρ. διαλύτη– μιας ουσίας μοριακού βάρους ΜΒ ισχύει επομένως: Δt = ΜΒ. Ονομάζουμε κρυοσκοπική σταθερά του διαλύτη το γινόμενο k·MΒ, το οποίο συμβολίζεται με Κ. Αυτό αντιστοιχεί στην ταπείνωση του σημείου πήξης, η οποία προκαλείται από την προσθήκη ενός γραμμομορίου διαλυμένης ουσίας σε 1.000 γρ. διαλύτη και είναι, για κάθε διαλύτη, ανεξάρτητο από τη διαλυμένη ουσία· για το νερό, Κ = 1,859°C. Αν είναι γνωστό το Κ και προσδιορίσουμε το Δt για μια ορισμένη τιμή του c, έχουμε:. Η μέθοδος αυτή είναι από τις πιο συνηθισμένες για τον προσδιορισμό της μοριακής μάζας. Για να επιτευχθούν σωστά αποτελέσματα, πρέπει να χρησιμοποιηθούν αραιά διαλύματα. Στην περίπτωση που η διαλυμένη ουσία είναι ηλεκτρολύτης, στη συγκέντρωση c αντιστοιχεί μία άλλη c’, έτσι ώστε να ισχύει: c’ = c (1 – α + mα), όπου α είναι η σταθερά διάστασης του ηλεκτρολύτη και m ο αριθμός των ιόντων ανά μόριο που διίσταται. Είναι, λοιπόν, δυνατόν να προσδιορίσουμε κρυοσκοπικά ακόμα και το α. Η μέτρηση της κρυοσκοπικής ταπείνωσης απαιτεί ειδικά θερμόμετρα, ευαίσθητα έως το εκατοστό του εκατονταβάθμιου βαθμού και διάφορες περίπλοκες συσκευές. Το θερμόμετρο που χρησιμοποιείται περισσότερο είναι αυτό του Μπέκμαν, που χαρακτηρίζεται από μια μεγάλη σφαίρα υδραργύρου και από έναν πολύ λεπτό τριχοειδή σωλήνα. Συσκευή Ραούλ για κρυομετρικές μετρήσεις. Το δοχείο Γ, το οποίο περιέχει το διάλυμα που εξετάζεται, τοποθετείται σε ένα ψυκτικό δοχείο Β γεμάτο αιθέρα. Το σύστημα είναι θερμικά μονωμένο με στρώματα μονωτικού υλικού Μ. Η θερμοκρασία στο Β, η οποία καταγράφεται από το θερμόμετρο θ’, μπορεί να ρυθμιστεί είτε με την εισαγωγή ρεύματος αέρα με το ενδιάμεσο του ψ (ψύξη) είτε με την εισαγωγή αιθέρα από το δοχείο Δ (ύψωση της θερμοκρασίας). Το περίσσευμα του αιθέρα εξάγεται στο δοχείο A. H θερμοκρασία του κρυοσκοπικού δοχείου μετριέται με ένα θερμόμετρο ακριβείας θ που περιστρέφεται, στο οποίο είναι σταθερά δεμένος ένας αναδευτής με έλικα από πυκνό δικτυωτό πλατίνας, που εξασφαλίζει έντονη ανάδευση. Έτσι αποφεύγονται οι τοπικές ψύξεις που θα μείωναν την ακρίβεια της μέτρησης.

* * *

η

φυσ.-χημ.

τεχνική που αποβλέπει στον προσδιορισμό τού ακριβούς σημείου πήξης ενός διαλύματος.