Waarom bevriest water met suiker sneller dan water met zout ?

Geen, 46 jaar
30 januari 2009

Het is een vraag die een collega zich stelt.
We hebben het nog niet uitgetest, maar ik geloof hem wel.

Antwoord

Wanneer aan een vloeistof een weinig vluchtige stof (zout of suiker) wordt toegevoegd dan zal het smeltpunt van de vloeistof dalen en het kookpunt stijgen. Deze verschijnselen worden colligatieve eigenschappen genoemd.

De smeltpuntverlaging wordt berekend met de formule:

  DTsmp= i Ksmpt m / MM

m = aantal gram opgelost product per kg oplosmiddel

MM = molmassa product

Ksmpt = constante  (voor water = 1.86 °C.kg/mol)

i = Van ’t Hoff factor =aantal deeltjes waarin het opgelost product splitst als je het in een vloeistof oplost

Suikermoleculen splitsen niet als je ze in water oplost (i = 1) maar NaCl ((zout) splitst in een Na+ en een Cl- ion (i = 2).

Besluit:

De vriespuntverlaging wordt vooral bepaald door het aantal aanwezige deeltjes en niet door het soort deeltjes.

Volgende rekenvoorbeelden maken dit duidelijk.

Rekenvoorbeeld 1

Er wordt 68,46 g suiker ( molecuulformule is C12H22O11 ) in 1,0 kg water oplost.


Dit betekent dat

m = 68,46 / 1,0 = 68,46 g suiker per kg water

(De molmassa van suiker is 342,3 g/mol).
Suiker splitst niet bij het oplossen => i = 1

De vriespuntverlaging wordt dus:  

DTsmpt= i Ksmpt m / MM = 1 . 1,86 . 68,46 / 342,3 = 0,372 °C

Rekenvoorbeeld 2

Er wordt 68,46 g keukenzout (NaCl), de molmassa is 58,44 ), in 1,0 kg water oplost.

Dit betekent dat

 m = 68,46 / 1,0 = 68,46 g NaCl per kg water

(De molmassa van NaCl is 58,44 g/mol)
1 molecule NaCl zal bij oplossen in water splitsen in 1 Na+ en 1 l Cl- ion Het aantal deeltjes is dus tweemaal zo groot. => i = 2

De vriespuntverlaging wordt dus:

  DTsmpt= i Ksmpt m / MM = 2 . 1,86 . 68,64/ 58,44 = 4,40 °C

Besluit : Voor eenzelfde hoeveelheid product is er dus een veel grotere

               vriespuntverlaging bij NaCl dan bij suiker.

OPM : Bij vriesweer wordt strooizout gebruikt dit is meestal NaCl maar soms 

           ook CaCl2.

           CaCl2 is effectiever omdat de molecule splitst in 3 deeltjes (Ca2+ ion en

           2 Cl- ionen).

           Er is minder product nodig om dezelfde vriespuntverlaging te bekomen.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2022
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen