Ей там! Аз съм доставчик на натриев метабисулфит и днес искам да се ровя как този химикал влияе на точката на замръзване на разтворите. Това е тема, която на пръв поглед може да не изглежда супер вълнуваща, но повярвайте ми, че е доста готино, след като влезете в нея.
Първо, нека поговорим малко за самия натриев метабисулфит. Можете да намерите повече информация за това на тази страница:Натриев метабисулфит. Това е бял или жълтеникав - бял прах със миризма на серен диоксид. Той се използва широко в различни индустрии, като храни и напитки, пречистване на вода и дори при фотографията.
Сега, нека да стигнем до научната част. Точката на замръзване на разтвора е температурата, при която се променя от течност в твърдо състояние. Когато добавите разтворител (като натриев метабисулфит) към разтворител (обикновено вода в повечето случаи), точката на замръзване на разтвора намалява. Това е известно като замръзване - точкова депресия.
Причината за това явление се крие в начина, по който разтворените частици взаимодействат с молекулите на разтворителя. Когато натриевият метабисулфит се разтвори във вода, той се отделя в своите йони. Тези йони нарушават редовното подреждане на водни молекули, което е необходимо за образуването на ледени кристали. При чист разтворител водните молекули могат лесно да се съберат и да образуват твърда структура на решетката в нормалната точка на замръзване (0 ° С за вода). Но когато наоколо плават натриеви метабисулфитни йони, те се препречват. Водните молекули имат по -трудно време да се организират в леда - като структура, така че разтворът трябва да се охлади до по -ниска температура, преди да замръзне.
Количеството, с което точката на замръзване е депресирана, зависи от концентрацията на разтвореното вещество. Колкото повече натриев метабисулфит добавяте към разтвора, толкова по -ниска ще отиде точката на замръзване. Тази връзка е описана от уравнението: ΔTf = kf × m × i
В това уравнение ΔTF е промяната в точката на замръзване, KF е криоскопичната константа (която е специфична за разтворителя; за вода, KF = 1,86 ° C/m), M е молалността на разтвора (моли от разтворител на килограм на разтворител), а аз съм фактор на хофта. Факторът на Van't Hoff представлява броя на частиците, в които разтвореното разтвори се дисоциира в разтвора. За натриев метабисулфит (Na₂s₂o₅), той се дисоциира в 2 натриеви йона (Na⁺) и 1 видове, свързани с бисулфит в разтвор, така че аз съм приблизително 3.
Нека вземем пример. Да предположим, че имаме разтвор, при който разтваряме определено количество натриев метабисулфит във вода. Ако изчислим молалността на решението и използваме уравнението по -горе, можем да предвидим колко ще бъде понижена точката на замръзване. Например, ако имаме 1 - молален разтвор на натриев метабисулфит във вода, ΔTf = 1,86 ° C/m × 1 m × 3 = 5,58 ° C. Това означава, че точката на замръзване на разтвора ще бъде 0 ° C - 5,58 ° C = - 5,58 ° C.
Това свойство на натриевия метабисулфит може да има някои практически приложения. В хранително -вкусовата промишленост, например, може да се използва в хладилни системи. Чрез добавяне на натриев метабисулфит към охлаждащите разтвори, точката на замръзване може да бъде понижена, което позволява на системата да работи при по -ниски температури без замръзване. Това е важно за поддържане на качеството и безопасността на нетрайните храни.
В индустрията за пречистване на водата също може да играе роля. В студен климат водопроводите са изложени на риск от замръзване, което може да ги накара да се спукат. Чрез добавяне на малко количество натриев метабисулфит към водата в тръбите, точката на замръзване на водата може да бъде намалена, предпазвайки тръбите от повреда.
Сега, нека сравним натриевия метабисулфит с някои други общи химикали по отношение на замръзване - точкова депресия. Две добре - известни химикали саНатриев нитритиНатриев бикарбонат.
Натриевият нитрит също се дисоциира във вода и причинява замразяване - точкова депресия. Въпреки това, неговият фактор на Hoff е различен. Натриевият нитрит (нано₂) се дисоциира в 2 йона (Na⁺ и No₂⁻), така че i = 2. В сравнение с натриевия метабисулфит, за същата молалност на разтвора, депресията на замръзване - точката, причинена от натриев нитрит, ще бъде по -малка, защото аз съм по -малка.
Натриевият бикарбонат (NAHCO₃) също се разграничава в 2 йона (Na⁺ и HCO₃⁻), така че има подобен фактор на ван, като натриев нитрит. Но криоскопската константа и цялостното поведение в различни решения могат да варират.
Също така е важно да се отбележи, че когато използваме натриев метабисулфит за замръзване - точкова депресия, трябва да вземем предвид някои аспекти на безопасността и околната среда. Натриевият метабисулфит може да реагира с определени вещества и да освободи серен диоксиден газ, което може да бъде вредно, ако се вдишва в големи количества. Така че правилното управление и вентилацията са от решаващо значение.
По отношение на въздействието върху околната среда, изхвърлянето на разтвори, съдържащи натриев метабисулфит във водни тела, трябва да бъде внимателно регулиран. Високите концентрации на химиката могат да имат неблагоприятен ефект върху водния живот.
Ако сте в индустрия, която би могла да се възползва от свойствата на замръзване - точка на депресия на натриевия метабисулфит, бих искал да говоря с вас. Независимо дали сте в храната, обработката на водата или друго съответно поле, можем да обсъдим правилното количество и качеството на натриевия метабисулфит за вашите специфични нужди. Достигнете до нас и можем да започнем разговор за това как можем да ви помогнем с вашите проекти.
ЛИТЕРАТУРА
- Atkins, PW, & De Paula, J. (2014). Физическа химия. Oxford University Press.
- Chang, R. (2010). Химия. McGraw - Hill.