凝固点降下について

質問

凝固点降下の実験で、ベンゼンにナフタレンを溶かし、ナフタレンの分子量を求める実験をしました。普通、過冷却を過ぎると、溶媒が先に凝固し、溶液の質量モル濃度が上昇するので、溶媒のみの冷却曲線のグラフは水平になるのに対して、溶液はグラフが少し下降します。しかし、実験で用いたベンゼンにナフタレンを溶かした溶液の過冷却部分を過ぎた後のグラフは、溶媒のみのグラフと同様、ほぼ水平になりました。なぜですか？

回答No.2

DexMachina · ベストアンサー

ベンゼンでの凝固点降下の実験の経験はないので、以下は「溶媒のみの
グラフと同様、ほぼ水平」という実験結果が正しいものとしての、推測です。

55tontaさんが言われる通り、溶液で凝固が始まってもグラフが下降し続ける
のは「過冷却を過ぎると、溶媒が先に凝固し、溶液の質量モル濃度が上昇」
するから、です。
逆を言えば、「溶媒のみで先に凝固しない」、つまり「溶媒と溶質が同時に
凝固」すれば、それがたとえ溶液であっても、凝固中の温度が一定になる
ことはありえることになると思います。

もう少し詳しく説明すると、水溶液などでは、
　「溶媒-溶媒」間の方が「溶媒-溶質」間の分子間力(水素結合)よりも強い
　→凝固(結晶化)の際、より安定な「溶媒-溶媒」間の結合が先に固定
　→溶媒のみが先に凝固して、溶質は残っている液体部分に取り残される
という流れで溶質の濃縮が起こるのに対し、今回ご質問の系では
　「溶媒-溶媒」間と「溶媒-溶質」間の分子間力が同程度の強さ
　→溶媒のベンゼンが凝固する際に、ナフタレンも同時に取り込まれる
　→液体部分での濃縮が起こらない
ということになって、凝固中の温度がほぼ一定に保たれたのではないか、
ということです。

お礼

お礼遅れて本当に申し訳ありません。
とても納得しました！！すっきりしました☆ありがとうございます！！

回答No.1

2hen6

使用した冷却水の温度が高い場合(例えば冷却水の量が少なくて冷却する面積が小さい)、温度降下はゆっくりになりますから、過冷却後かなり長い時間計測し続けないとなかなか温度は下がらないと思います。
　あとは凝固点に達した後、撹拌子がもし一緒に固まってしまっていたとしたら、熱の吸収が中心部の試験管に達するまでに時間がかかり、また冷却ムラも出るので、その辺が原因かもしれませんね。

お礼

お礼遅れて本当に申し訳ありません。
確かにそのようなことも考えられますね。
ありがとうございます。