Qu'est-ce que l'abaissement du point de congélation ?
L'abaissement du point de congélation est une propriété colligative : lorsqu'on dissout un soluté dans un solvant, on abaisse la température à laquelle ce solvant gèle. Plus il y a de particules dissoutes, plus la baisse est importante. Ce calculateur s'appuie sur la relation classique \(\Delta T_f = \text{i} \cdot \text{K}_f \cdot \text{m}\) pour déterminer de combien de degrés le point de congélation diminue et, en option, la température de congélation finale.
Comment utiliser ce calculateur
Saisissez les trois grandeurs : le facteur de van 't Hoff (i), la constante cryoscopique (Kf) du solvant et la molalité (m) de la solution. Vous pouvez également indiquer le point de congélation normal du solvant pur afin d'obtenir le nouveau point de congélation. Cliquez sur « Calculer » pour afficher \(\Delta T_f\) en °C ainsi que le point de congélation abaissé.
La formule expliquée
\(\Delta T_f\) représente la variation de la température de congélation.
$$\Delta T_f = \text{i} \cdot \text{K}_f \cdot \text{m}$$Le facteur de van 't Hoff i correspond au nombre de particules issues d'une unité de formule : 1 pour les non-électrolytes comme le sucre, ≈2 pour le NaCl, ≈3 pour le CaCl₂. Kf est une caractéristique propre au solvant (eau = 1,86 °C·kg/mol). m désigne la molalité, c'est-à-dire le nombre de moles de soluté par kilogramme de solvant. Leur produit donne la baisse de température. Le nouveau point de congélation s'obtient en soustrayant \(\Delta T_f\) à la valeur du solvant pur.
$$T_f = \text{T}_{f,0} - \text{i} \cdot \text{K}_f \cdot \text{m}$$
Exemple concret
Dissolvons 1 mol de NaCl dans un kilogramme d'eau. Le NaCl se dissocie en ions Na⁺ et Cl⁻, donc i ≈ 2. Avec Kf = 1,86 et m = 1 :
$$\Delta T_f = 2 \times 1{,}86 \times 1 = 3{,}72 \ \text{°C}$$En partant du point de congélation de l'eau, soit 0 °C, la solution gèle à \(0 - 3{,}72 = -3{,}72 \ \text{°C}\).
FAQ
Qu'est-ce que le facteur de van 't Hoff ? Il s'agit du nombre effectif de particules dissoutes par unité de formule. On utilise 1 pour les solutés moléculaires et le nombre d'ions dissociés pour les composés ioniques.
Quelle est la valeur de Kf pour l'eau ? La constante cryoscopique de l'eau vaut 1,86 °C·kg/mol. Elle est de 5,12 pour le benzène et d'environ 40 pour le camphre.
Pourquoi utiliser la molalité plutôt que la molarité ? La molalité repose sur la masse du solvant, qui ne varie pas avec la température. Elle est donc idéale pour les calculs portant sur les propriétés colligatives.
