Vriespuntsverlaging door calciumchloride

1.Onderzoeksvraag

Welke invloed heeft calciumchloride op het vriespunt van water?

2.Voorbereiding

a.Materiaal + stoffen

•  2 bekers van 250 ml,
• lepel
• ijsblokjes,
• vast calciumchloride

b.Opstelling (foto)

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Breng in de eerste beker 6 ijsblokjes in ongeveer 50 ml water en meet de temperatuur.
2. Voeg enkele lepels calciumchloride aan een 2^e bekerglas toe.
3. Giet de helft van stap 1 (zowel water als ijsblokjes) in het 2^e bekerglas.
4. Dompel in elke beker een thermometer.
5. Neem waar.

b.Waarneming (+ foto’s)

Na enkele minuten is het ijs in bekerglas 2 (met CaCl₂) voor het grootste deel gesmolten en toch is de temperatuur lager dan in bekerglas 1.

4.Reflecteren

Calciumchloride zorgt voor een grote vriespuntdaling. De zoutkristallen moeten ‘afgebroken’ worden, de ionroosters moeten oplossen en dit kost energie. Hierbij onttrekken de zoutkristallen warmte aan het ijs. Hierdoor zal het ijs een vriespuntdaling ondergaan. Dit wil zeggen dat de temperatuur waarbij een vloeistof een vaste stof wordt, zal dalen, dit door toevoeging van een onzuiverheid.

Hoe meer zoutkristallen oplossen hoe meer warmte er onttrokken zal worden. Dus hoe meer deeltjes in oplossing kunnen gaan, hoe lager het vriespunt zal liggen. Dit verschijnsel vormt daarmee de basis voor de gladheidsbestrijding door middel van strooizout (pekel). Verder is de vriespuntdaling afhankelijk van het oplosmiddel. Die afhankelijkheid heet de molaire vriespuntdaling. Voor water is die constante 1,86 kg.K/mol. De opgeloste deeltjes zijn het aantal moleculen (uitgedrukt in mol per 1,0 kg oplosmiddel) als de opgeloste   stof niet splitst in ionen +het aantal ionen (uitgedrukt in mol per 1,0 kg oplosmiddel) als het een oplosbaar  zout betreft.

De vriespuntdaling kan berekend worden met de volgende formule: Hierin is _T de vriespuntdaling (in K of °C), K de molaire vriespuntsdaling van het oplosmiddel, m het aantal gram opgeloste stof per 1,0 kg water en M de molmassa van de opgeloste stof.

Calciumchloride zorgt voor een zeer grote vriespuntdaling. Dit door de aanwezigheid van 2 chloorionen. Doordat dit veel minder milieuvriendelijk is, gebruiken strooidiensten calciumchloride enkel bij zeer steng vriesweer.

5. Aanvullingen

KLIK