Frysepunktsnedsettelse

Frysepunktsnedsettelse er en koligativ egenskap innen termodynamikken som beskriver at frysepunktet til et løsemiddel senkes når et ikke-flyktig stoff er oppløst i det. Nedsettelsen av frysepunktet avhenger av antallet oppløste partikler og ikke av hvilken type partikler det er.

Årsaken er at oppløste partikler forstyrrer krystalliseringen av løsemiddelet når løsningen avkjøles. For en løsning gjelder uttrykket ΔTf = i · Kf · m, der ΔTf er frysepunktnedsettelsen i grader Celsius, i er van't Hoff-faktoren (antall partikler dannet per formelenhet oppløst stoff), Kf er frysepunktnedsettelses-konstanten for løsemiddelet, og m er molaliteten (mol løst stoff per kg løsemiddel). For ikke-elektrolytter i praksis ligger i nær 1, mens for elektrolytter kan i være omtrent 2 ved full dissosiasjon, men avhenger av konsentrasjon og ionisering.

Eksempel: Oppløsning av natriumklorid i vann med en konsentrasjon som tilsvarer 1 mol per kg løsemiddel gir omtrent ΔTf ≈ i · Kf · m = 2 · 1,86 °C·kg/mol · 1 mol/kg ≈ 3,72 °C. Det vil si at frysepunktet for løsningen blir cirka 3–4 °C lavere enn for rent vann under ideelle forhold; avvik kan forekomme i praksis på grunn av interaksjoner og konsentrasjonsavvik.

Bruksområder inkluderer de-icing av veier ved bruk av salt, samt crytoskopi og molekylvektsbestemmelse basert på frysepunktsnedsettelse. Begrensningene omfatter ikke-ideelle løsninger og avvik i van't Hoff-faktoren ved høyere konsentrasjoner.