Расширение льда при замерзании водных растворов

обсуждение вопросов физической химии и химической физики
physical chemistry and chemical physics: discussions for professionals
Ответить
Bogdan
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Чт июн 02, 2011 12:22 am

Расширение льда при замерзании водных растворов

Сообщение Bogdan » Пн янв 28, 2019 8:47 am

Уважаемые знатоки!

Подскажите как рассчитать коэффициент расширения льда относительно жидкой фазы при замерзании водных растворов неорганических солей щелочных металлов. При условии, что соль вплоть до температуры замерзания остается полностью в растворенном виде. Интересует чисто теоретический расчет, определять объем льда не предлагать.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Расширение льда при замерзании водных растворов

Сообщение avor » Пн янв 28, 2019 10:04 am

У вас невыполнимые условия ибо при замерзании у вас все равно будет две твердые фазы образовываться. Или вы хотите посчитать изменение объема твердой фазы по отношению к исходному раствору при образовании бесконечно малого объема льда из разбавленного раствора. В этом случае я полагаю что это рассчитывается исходя из разницы плотностей льда и исходного солевого раствора.

А если не секрет зачем?

Bogdan
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Чт июн 02, 2011 12:22 am

Re: Расширение льда при замерзании водных растворов

Сообщение Bogdan » Пн янв 28, 2019 10:53 am

Возможно на микроуровне фазы и две, я не знаток, но на глаз, когда у нас замерзает раствор к примеру хлорида натрия, мы видим вполне себе гомогенный кусок льда. Рассматриваются риски разрыва трубопроводов при замерзании.

Аватара пользователя
antabu
Сообщения: 5930
Зарегистрирован: Пн май 25, 2009 7:00 pm

Re: Расширение льда при замерзании водных растворов

Сообщение antabu » Пн янв 28, 2019 5:53 pm

Одна фаза - обычный водяной лёд. Вторая фаза может быть безводная соль, либо нетипичный кристаллогидрат, (который не кристаллизуется в обычных условиях).
А вот понижение температур замерзания растворов - табличные величины.
Поскольку при растворении солей суммарный объём как правило меньше суммы объёмов, при кристаллизации соответственно наоборот. Значит, при полном замерзании раствора сумма объёмов льда и соли по крайней мере будет не меньше, чем для чистой воды.
"Я не видел людей страшней, чем толпа цвета хаки"

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Расширение льда при замерзании водных растворов

Сообщение avor » Пн янв 28, 2019 6:19 pm

Bogdan писал(а):
Пн янв 28, 2019 10:53 am
Возможно на микроуровне фазы и две, я не знаток, но на глаз, когда у нас замерзает раствор к примеру хлорида натрия, мы видим вполне себе гомогенный кусок льда. Рассматриваются риски разрыва трубопроводов при замерзании.
Что такое на глаз?
Допустим у вас 10% раствор поваренной соли вы его охлаждаете. У вас начинает кристаллизоваться вода в виде льда. Это практически чистый лед(соли там практически нет). Зато концентрация соли в воде повышается, ибо часть воды из жидкой фазы уходит в лед(у вас здесь две фазы: жидкий раствор соли и лед). И так(растет объем льда и растет концентрация соли в жидком растворе) будет до тех пор, пока концентрация соли в растворе не станет насыщенной(допустим 18%). С этого момента соль начнет выпадать в осадок из жидкого раствора. На этом этапе у вас растет объем тв. соли и объем чистого льда и уменьшается объем насыщенного солевого раствора(и здесь у вас 3 фазы: две твердые - лед и соль и одна жидкая - раствор соли в воде) и наконец в конце концов у вас остается твердая соль и твердый лед(здесь только две твердые фазы). Для каждого случая общий объем будет считаться как сумма объемов всех фаз. Содержание фаз при разных температурах в системе надо искать в справочной литературе для каждой соли будет своя диаграмма. И как верно заметил antabu если соль образует кристаллогидраты с водой, то твердых фаз может быть больше, потому что это будут кристаллогидраты с разным содержанием воды.

Аватара пользователя
mortik
Сообщения: 4
Зарегистрирован: Ср фев 20, 2019 10:56 pm

Re: Расширение льда при замерзании водных растворов

Сообщение mortik » Ср фев 20, 2019 10:59 pm

Ну да, логично.. Чем больше льда, тем солонее будет вода.

Ответить

Вернуться в «физическая химия / physical chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 8 гостей