vriespuntonderdrukking

Vriespuntonderdrukking is een colligatieve eigenschap waarbij het vriespunt van een vloeistof daalt door de aanwezigheid van opgeloste deeltjes. Een bekend voorbeeld is zout in water: een zoutoplossing bevriest pas bij een lagere temperatuur dan zuiver water.

Mechanisme en kwantitatieve beschrijving: de opgeloste deeltjes verstoren de kristallisatie van het oplosmiddel, waardoor bij een gegeven temperatuur minder moleculen in de vaste fase kunnen ordenen. De daling van het vriespunt hangt af van het aantal deeltjes in oplossing en niet van hun aard. De daling kan worden benaderd met ΔT_f = i K_f m, waarbij i het van't Hoff-factor is, K_f de cryoscopische constante van het oplosmiddel en m de molaliteit van de opgeloste stof. Voor water is K_f ≈ 1,86 °C·kg/mol. Bij niet-elektrolyten is i ongeveer 1; elektrolyten hebben vaak een groter i door dissociatie (bijv. NaCl → Na+ + Cl−, i ≈ 2 bij goedkope geschiktheid).

Toepassingen en voorbeelden: in de infrastructuur wordt zout gebruikt om het vriespunt van water te verlagen en ijsvorming te beperken, wat het rijden veiliger maakt. Antivriesmiddelen, zoals ethyleenglycol, verlagen het vriespunt van koelvloeistoffen in motoren. Ook in voedseltechnologie en dagelijks gebruik verlaagt een opgeloste stof zoals suiker het vriespunt van water, wat de textuur en bewaartijden beïnvloedt.

Beperkingen: de formule is een benadering die geldt bij lage concentraties; bij hogere concentraties treden afwijkingen op en kan de effectieve i-waarde afwijken door interacties tussen opgeloste deeltjes.