можно ли использовать цемент зимой, особенности применения
Современное строительство все чаще теряет свою сезонность. Хотя возводить здания летом намного проще, нередко приходится работать и в холодное время года. Чаще всего строить зимой заставляют либо сорванные сроки для сдачи объекта, либо желание сэкономить: в это время покупка и доставка строительных материалов значительно дешевле. Почти все архитектурные и ремонтные работы подразумевают использование цемента — основного вяжущего материала, который проблемно ведет себя при минусовых температурах. Поэтому работать зимой с ним могут и должны только профессиональные бригады.
Какие проблемы могут возникнуть при зимнем бетонировании
Вода, которая входит в состав строительной смеси, замерзает. Это может полностью остановить процесс застывания: кристаллы льда, расширяясь при замерзании, разрушают агрегатную структуру раствора. Происходит торможение гидратации цемента. Прочность и долговечность бетона в дальнейшей эксплуатации сильно пострадают. Если прогноз погоды на ближайшие двадцать восемь дней (период максимального набора прочности для начала эксплуатации) — ниже минус пяти градусов по Цельсию, то набирание прочности остановится окончательно.
Больше всего от морозов страдает верхний слой цементного покрытия, поэтому если заливается фундамент или бетонная плита, при резком похолодании до минуса разрушится именно он: со временем он обсыплется.
Для строительства фундамента зимой используется цемент с противоморозными добавками и пластификаторами
Технологическое решение: противоморозные добавки
От негативного воздействия мороза современные цементные смеси защищают специальные противоморозные добавки, входящие в состав: хлористый натрий, хлористый кальций, натрия формиат и др. Для проведения наземных работ на открытом воздухе может применяться также нитрит натрия (до −15 °С) или поташ (до −30 °С). Под воздействием солей вода не успевает замерзнуть, давая раствору возможность правильно и своевременно застыть. Главное — четко придерживаться правил применения подобных миксов:
- температура раствора не ниже плюс пяти градусов по Цельсию;
- не замораживать приготовленный вяжущий продукт;
- применять сразу после приготовления.
Портландцемент уже содержит необходимые антифрост-добавки, поэтому он является идеальным вариантом для зимнего строительства.
Кладка кирпича зимой должна происходить с помощью раствора с содержанием нитрита натрия
Для того чтобы ускорить набирание прочности строительной смеси, в нее могут быть добавлены еще пластификаторы, которые повышают ее плотность и устойчивость к капризам зимы. Их стоит подмешивать вместе с водой. Количество пластификатора зависит от предназначения раствора.
Другие методы защиты
Если антифриз-добавки не используются, а температура воздуха опускается все ниже и ниже, можно защитить цемент и другими способами:
- Использование теплой воды при замешивании бетона. Это метод быстрого замораживания кладки, который позволяет избежать нарушения процесса гидратации.
- Прогревание участка строительства с помощью электрических калориферов. Весьма дорогой способ.
- Защита плитами или щитами, обернутыми любым теплоизоляционным материалом, например, полиэтиленовой пленкой. Только нужно помнить, что они могут прилипнуть к поверхности залитого раствора, поэтому стоит продумать вариант подпорок для теплоизоляции.
С помощью тех же плит можно попробовать отогреть не застывший бетон, который уже пострадал от мороза.
Отделочные работы с цементом, например, оштукатуривание поверхности, даже если заказ песка, глины, гипса и др. материалов уже осуществлены, лучше оставить до весны, когда установится стабильная плюсовая температура. Иначе, какими бы тщательными ни были работы штукатуров, отделка отвалится от стены уже через несколько дней.
Как проводить наружную облицовку в холодное время года?
Как проводить наружную облицовку в холодное время года? Skip to main contentГлавная
Клеи и затирки для швов
При температуре ниже +5°С гидратации цемента практически не происходит, обычный плиточный клей замерзает и не приклеивает плитку. После наступления оттепели плитка отклеивается.
Общие задачи, с которыми вы можете столкнуться
Не успели закончить облицовку
Иногда часть фасадных работ не удается завершить в теплый период. Перенесение их на весну по разным причинам невозможно. Завершение начатых фасадных работ во время наступивших заморозков требует установки теплового контура или обогрева тепловыми пушками. Стоимость работ за квадратный метр существенно увеличивается.
Oблицовка отслаивается
При потеплении приклеенная на холоде с помощью обычных цементных клеев облицовка отслаивается и отходит из-за перепада температур.
Использование неверных материалов на холоде
Если в обычный плиточный клей для защиты от замерзания добавить соль, то по окончании работ на фасаде появятся неудаляемые высолы. Обычные смеси на холоде малопластичны, трудно наносятся и не поддаются корректировке. Смеси без морозостойких добавок на холоде приходится наносить более толстым слоем, чем при нормальных температурах. Поэтому расход клея на холоде увеличивается.
Решение
Для наружных плиточных работ в холодное время года следует использовать клей weber.vetonit ultra fix winter.Работы можно проводить при температурах до -10 °С. Сухая смесь, облицовочные материалы и основание перед использованием должны иметь температуру выше 0 °С, вода для приготовления раствора – 7–20 °С. Не использовать горячую воду (t≥35 °C)
Убедиться, что основание не обледенело, не покрыто инеем или снегом. Очистить его от пыли, грязи, старой краски или штукатурки. Не проводить работу при сильном ветре, снеге или дожде.Залить в емкость 5 л чистой воды и засыпать 25 кг weber-vetonit ultra fix winter. Перемешать, оставить на 5 мин. и повторно перемешать. Если смесь быстро загустевает, периодически перемешивать мастерком или шпателем. Не добавлять воду в готовый раствор
Нанести клей на основание ровным краем шпателя, а затем разровнять зубчатым шпателем, размер зубцов которого тем больше, чем больше плитка. При работе на фасаде рекомендуется применять двойную обмазку: клей наносить как на всю поверхность тыльной стороны плитки, так и на основание.
Оставлять межплиточный зазор для компенсации линейных деформаций не менее 2 мм. Клей не должен заполнять шов более чем наполовину.
При наступлении устойчивого тепла выполнить затирку швов.
Продукты необходимые для решения данной задачи
* забота — наша работа
Как не дать цементу замерзнуть зимой?
Всем известно, что минус на дворе – это ключевая проблема всех строительных работ, которые ведутся в холодное зимнее время. Особенно это касается вопроса бетонирования, ведь именно на цементе низкие температуры отражаются наихудшим образом – материал твердеет и схватывается быстрее, чем положено по нормативам, что приводит к его растрескиванию и потере функциональных характеристик.
Как провести правильное бетонирование в зимний период?
Если вы не знаете, какие особенности у бетонирования зимой, то приготовьтесь запоминать важнейшие нюансы. Кстати, если вы еще не выбрали цементный раствор, то советуем вам обратить внимание на цемент Мастер Универсал ЦЕМ II/А-К (Ш-И) 42,5Н. Итак, первое, о чем следует побеспокоиться при укладке фундамента в холодную пору, – создании таких условий, в которых материал не замерзнет. Это важно по одной простой причине – нельзя, чтобы цемент потерял всю влагу. Поэтому вашим приоритетным направлением в работе станет обеспечение материалу такой температуры, при которой вода в растворе не заледенеет.
Чтобы добиться такого эффекта, придется запастись так званым «набором прочности», который включает:
- электрообогреватели;
- незамерзайку (антифриз) для бетонных смесей;
- материалы для застилки бетона;
- тепловую пушку.
Самым удобным из всех вышеуказанных материалов, безусловно, является антифриз. Нередко его можно найти встретить в составе «зимнего» цемента. Однако, если на упаковке о таком ингредиенте ничего не сказано, лучше приобрести раствор дополнительно и смешать с бетоном. Такой метод подогрева подойдет тем, кто самостоятельно производит небольшие строительные работы.
На больших строительных объектах принято использовать метод электроподогрева при помощи специальных установок-обогревателей. Дороговизна такого метода нередко заставляет прибегнуть к альтернативе – укрыванию теплоизоляционным материалом фундамента. Чаще всего таким изолятором становится утеплитель или пленка.
Самое главное – следите за тем, чтобы бетонный раствор не был холоднее, недели 3 градуса тепла.
Правильный раствор для кладки кирпича | Состав раствора под кладку кирпича зимой и летом
Итак. Состав раствора для кладки кирпича банален до невозможности. Он не менялся с того времени как был придуман портландцемент твердеющий в воде (1825 год Челиев). Состав раствора для кладки кирпича заключался в использовании воды, цемента и песка.
А вот правильные пропорции раствора для кладки кирпича всё же менялись и были разными. Но самые крепкие характеристики показали следующие пропорции: на одну порцию цемента, нужно положить четыре порции песка. То есть, если вы взяли ведро цемента, то нужно добавить четыре ведра песка. Цемент для получения хорошего раствора используем марки 300. Воду в цементно-песочную смесь добавляем постепенно, до получения однородной рыхлой массы.
Важно: в таком соотношении есть один нюанс! Раствор сделанный по таким пропорциям рассчитан на специальный строительный песок, который добывается в карьерах. Просто в целях экономии средств, покупается более дешёвый песок, добыча которого была произведена на берегах реки или заброшенных карьерах. То есть вымытый песок. При приготовлении раствора для кладки кирпича из такого песка нужно будет увеличить количество добавляемого цемента примерно на 25%. Это были состав и пропорции раствора для кладки кирпича в летнее время.
Ну а сейчас, сделаем раствор для применения зимой.
Раствор для кладки кирпича Зимой и в холодное время года.
Зимой что либо делать на улице или в холодном помещении я не люблю и вам не советую. Так что, любые строительные работы лучше проводить в тёплое время года. Но если решено провести кладочные работы в зимнее время, то раствор для кладки кирпича зимой нужно замешивать используя немного другие пропорции и в состав раствора включить некий компонент.
Если вы хотите сэкономить на дорогих присадках, но что бы у вас всё же получилась качественная кладка кирпича*, в воду, нужно будет добавить заранее соли и моющего.
Примерные пропорции для замеса раствора в зимнее время следующие: на один замес раствора, 200 литров, добавляется одна пачка соли. Моющего добавляем пол литры. Соль не даст воде в растворе замерзать, а моющее сделает более эластичным цемент и песок. Полученный раствор будет лучше наносится на кирпич, а второй кирпич благодаря такому раствору, будет лучше соединяться.
Ну вот и всё! Наш раствор для кладки кирпича зимой готов. Осталось только взять инструмент для кладки кирпича* и узнать какие виды кирпичной кладки* вас устраивают, и можно приступать к работе.
П.С: Бытует мнение, что при использовании в растворе соли, кладка кирпича может просесть! Этот миф имеет под собой основание. Если добавить прям уж много соли, а мороз будет очень крепким, возможно, что раствор, при наступлении плюсовой температуры сядет и кладка кирпича накренится. Ну и как всегда на по следок видео, в котором раскрывается сегодняшняя тема.
Статья подготовлена администрацией сайта Строительство от а до я. Енакиево-Донецк*.
рекомендации специалистов, технологические особенности зимней кладки
Очень часто рабочим приходится сталкиваться с ситуацией завершения строительства в условиях трескучих морозов, что особенно актуально для северных регионов страны. Такая погода радует многих, но не заказчика и строителей, поскольку возведение здания необходимо заканчивать в срок, с должным качеством исполнения в любых условиях. Как же сделать качественную кладку кирпича, если за окном минусовая температура и длительного потепления не ожидается?
Мнение квалифицированных специалистов вселяет добрую надежду основательными утверждениями о возможности продолжения или завершения каменных работ в такой ситуации. Осуществление кладки кирпича возможно в любую погоду, при условии соблюдения специальных технологий и учёта определённых нюансов. Рассмотрим подробнее особенности кирпичной кладки в мороз.
Трудности кладки кирпича в морозную погоду
Определяющая все проблемы трудность зимней кладки заключается в замерзании цементной массы, вернее воды, содержащейся в ней. Это нарушает нормальные процессы гидратации и прочность раствора теряет примерно четверть от требующейся нормы. Такое обстоятельство приводит к неполноценному сцеплению строительных элементов, что напрямую отражается на общей устойчивости здания. Она снижается, а это может повлечь неприятные, печальные последствия.
Кроме того, перепад температуры и влажность повлекут:
— разрушение структуры кирпичей от процесса замерзания влаги в них;
— образование тонкой ледяной корки на поверхностях соединяемых элементов;
— формирование многочисленных пустот в застывшем растворе после нормализации температуры.
Нахождение, а тем более проживание в таком доме становится опасным.
Внимание! Если грамотно соблюдать некоторые «зимние» принципы клади кирпича, то проблем с качественным строительством не возникнет и сооружение будет надёжным!
Особенности раствора для кладки кирпича зимой
Цементный раствор, применяемый для «зимней» кладки кирпича, обладает незначительными отличиями от «летней» смеси. Пропорции сохранены те же, но добавляются специальные присадки. Эти добавки препятствуют замерзанию воды, обеспечивая необходимый уровень устойчивости к понижениям температуры. Выбирать такие модификаторы необходимо основательно, поскольку каждый из них обеспечивает толерантность к небольшому диапазону отрицательной температуры.
Посмотрите видео как делать замес кладочного раствора в мороз
Рекомендация! Во время кладки нужно контролировать состояние раствора, а именно, течение его застывания. С этой целью в бетоне размещаются несколько специальных пробок, в которых термометром (4 раза в сутки) замеряется значение температуры!Однако, использование присадок недопустимо в строительстве жилых построек, так как они содержат токсические соединения, очень вредные для человека. Поэтому препятствующие замерзанию добавки вносят в цементный раствор фундаментов или кладочную смесь для нежилых и вспомогательных строений. Каждый рабочий при этом должен пользоваться защитными средствами, приспособлениями и спецодеждой.
Некоторые строители, с целью экономии средств, вводят в раствор жидкое мыло. Этот компонент снижает общее количество воды в растворе. После оттаивания мыльный состав не влияет на гидратацию цемента, зато существенно уменьшается количество пустот, расслоений и растрескиваний кирпича.
Методики кладки кирпича при низкой температуре
Кроме применения противоморозных присадок существует ещё ряд действенных способов, позволяющих строить кирпичные здания в мороз. Ознакомимся с наиболее используемыми и доступными технологиями.
1. Электроподогрев раствора – предусматривает обустройство в создаваемой кладке системы металлических электродов, которые будут подогревать твердеющий раствор и кирпичи. В промежутках между ними будет создаваться контролируемое электрозамыкание с выделением достаточного количества тепловой энергии.
Технология строительства заключается в равноудалённом размещении (шахматный порядок) металлических прутов с шагом 21,0–23,0 см в каждом втором горизонтальном слое раствора. Затем, выступающие концы электродов соединяются в изолированную систему – один слой – один электрический полюс. Таким образом, получится равномерное чередование электрической подводки по всей площади стены, толщина которой будет определять величину подаваемого тока. Например, подключённое напряжение в 220 вольт будет разогревать стену толщиной в полтора метра до + 3о градусов. Следовательно, для нормального прогрева 50,0 сантиметровой стены нужно подвести около 74 вольт. Однако, точный расчёт должны проводить специалисты, с учётом всех особенностей и характеристик материалов.
Контакт будет происходить по раствору и влажным участкам кирпичей. Эти места начнут постоянно подогреваться, а тепло равномерно распространяться по площади всей кладки, образуя комфортный оазис для нормальной гидратации (затвердевания) фиксирующего состава.Пояснение! Электроподогрев необходим лишь на время достижения 22% марочной прочности цементного раствора. Как правило, это 6–7 суток!
Метод имеет некоторые недостатки:
— нужен грамотный, точный предварительный расчёт всех параметров;
— энергетическая затратность, создающая немалые дополнительные финансовые потери;
— постоянный контроль за электродной системой и уровнем прогревания;
— максимально защищённый от поражения током, специально обученный персонал.
2. Кладка в термосах – технология основана на максимально длительном удержании собственного тепла, выделяемого при химических реакциях в цементном растворе, термоизоляционным покрытием. Его достаточно, чтобы вести кирпичную кладку в условиях минимального холода (до -5 градусов).
Чтобы обеспечить весомый температурный задел, непосредственно перед размещением каждый кирпич разогревается паяльной лампой, специальной газовой горелкой или аналогичными приспособлениями. Вид материала не является определяющим для работы. Можно так укладывать двойной силикатный, клинкерный облицовочный, «красный», обыкновенный полнотелый и другие разновидности кирпича.
Во время работы, через каждые три (можно через четыре) слоя, кладка закрывается теплоизолирующим материалом. Защищённые таким методом участки стены будут долго осуществлять самосогревание.«Термосная» технология проста в исполнении, не нуждается в особенных знаниях, использовании защитных средств, дополнительных расходах и большом практическом опыте.
К минусам можно отнести лишь:
— возможность строительства при незначительном морозе;
— приобретение вспомогательного оборудования;
— малую скорость строительства, поскольку работник вынужден тратить время на достаточный прогрев каждого кирпича.
Хотя, можно подрядить специальных помощников и тогда последнюю пару недостатков можно предельно минимизировать.
3. Замораживание раствора – наиболее приемлемый, эффективный и экономичный метод зимней кладки, заключающийся в использовании специально подготовленного раствора. Он зимой замерзает, а весной, по мере оттаивания, схватывается и надёжно застывает с сохранением всех необходимых свойств.Для выполнения кладки применяются особенные пластичные цементные растворы, параметральной марки не ниже М-10 без посторонних добавок.
Принцип способа основан на использовании в замесе тёплой воды и изменении значения марки в зависимости от наличествующей температуры. Последовательность такова:
— температура до -3-х градусов Целься – марка раствора остаётся без преобразований;
— среднесуточное значение до -20 С – марку нужно повысить на 1 ступень;
— если установились морозы ниже -20 С – марка цементного раствора увеличивается на 2 ступени.
Такая методика замены раствора нужна для более надёжной прочности «созревшей» кладки. Значение температуры используемого раствора имеет непосредственную зависимость от окружающей температуры.
Важно! Необходимо делать замес малыми порциями, чтобы он не успел остынуть и замёрзнуть за пределами кладки!При рассматриваемом способе кладки требуется соблюдение некоторых условий:
— в месте состыковочного контакта стен устанавливаются связующие металлические полоски;
— после строительства каждого этажа необходимо прочно связывать между собой стены поперечными балками;
— на участках соединения, дополнительно построенных по методике «замораживания раствора» (новых), стен формируются осадочные швы;
— над оконными и дверными проёмами оставляется вспомогательный осадочный зазор;
— максимально допустимая высота стен составляет 15,2 м;
— требуется укрепление стен в поперечном направлении посредством специальных подкосов;
— при осуществлении кладки допустимо использовать только подогретый раствор, а также очищенные от грязи и наледи кирпичи;
— нужно применять согревающее (тепловое) оборудование.
Несмотря на множество преимуществ, методика требует существенных материальных и физических затрат. Кроме этого, постройка даёт неравномерную усадку – весной оттаивает раньше солнечная стена, затем боковые части и в конце – задняя (теневая) сторона. При скрупулёзном соблюдении технологии, усадка не превысит 2,0 мм на метр стеновой высоты, а что является допустимым параметром.
Совет! Для повышения эффективности метода, рекомендуется возвести крытую «времянку» из досок и полиэтиленовой плёнки. В ней размещается тепловая пушка, которая в морозную погоду будет предварительно подогревать кирпичи!
Заключение
Разумеется, кладка кирпича в зимнее время нуждается в больших энергетических, физических и финансовых затратах. Если начавшаяся стройка не может подождать три месяца, то продолжить её можно с применением одной из вышеописанных методик при условии точного выполнения технологических нюансов. Главное – это соблюдение всех правил и норм, для гарантированного обеспечения безопасности всем будущим жильцам!
Поделиться:Растворы для зимних работ | Архитектурный журнал ADCity
В данной статье мы постараемся ознакомить вас, как приготавливают цементно-песчаные растворы для зимней штукатурки и других работ. Как правило, такие растворы имеют разные химические добавки.
Для оштукатуривания стен снаружи используют цементные растворы, которые приготавливают на хлористой воде. Полученные растворы хорошо «ложатся» при разных штукатурных работах, даже при температуре воздуха до минус 27 градусов и без дополнительного обогрева штукатурки.
Сначала, нужно приготовить хлорированную воду, для этого в большую посудину — котёл или бочку, наливаем воду и подогреваем до температуры 35 градусов, затем к подогретой воде добавляется хлористая известь (хлорка), из расчёта: 12-15 частей хлористой извести на 100 литров воды и размешивают пока не растворится вся хлорка. Получившееся «молоко» отстаивается не менее одного-двух часов. Потому что использовать воду, которая не отстоялась (положенное ей время), категорически запрещается использовать, чтобы приготовить растворы для зимних работ, в противном случае если в штукатурку попадёт ил или муть хлорированного «молока» — это приведёт к появлению трещин при высыхании оштукатуренной поверхности.
Хлорированный водяной раствор у вас уже есть, теперь приступаем к приготовлению самого цементного раствора, с которым можно будет приступить к оштукатуриванию деревянных, кирпичных или шлакоблочных поверхностей.
Для оштукатуривания этих поверхностей растворы, с добавлением хлорированного «молока», приготавливается на таких составах, как:
— 1 часть цемента;
— 1 часть известкового теста;
— 6 частей песка
или
— 1 часть цемента;
— 1,5 части — смесь молотого шлака и глины;
— 6 частей песка.
Такие растворы, строители-профессионалы чаще используют для оштукатуривания разнообразных поверхностей. Главное нужно следить, при приготовлении цементных и других растворов, чтобы температура воды (хлорированной) была не меньше 10 градусов.
Надеемся, что данная статья поможет некоторым владельцам загородных домов (дач, коттеджей), которые не успели закончить штукатурные работы ещё до наступления холодов.
Строительные растворы для зимних работ. При температуре окружающего воздуха ниже О градусов невозможно применять обычные строительные растворы, так как вода в них замерзает и прекращаются химические реакции, вызывающие твердение. Чтобы раствор не замерзал, в него вводят специальные противоморозные добавки, снижающие температуру замерзания: поташ, нитрит натрия, аммиачную воду и др. Применяют также растворы на молотой негашеной извести, но только в том случае, когда тепловыделение от гашения извести достаточно для того, чтобы предотвратить замерзание раствора.
Растворы с добавлением поташа используют при температуре до -30 градусов. Поташ или карбонат калия представляет собой гигроскопичный и легко растворяющийся в воде порошок белого цвета. Водный раствор поташа является сильной щелочью и может вызвать ожог. Работать с ним нужно осторожно. В растворы поташ добавляют вместе с водой затворения. Дозировка поташа зависит от температуры наружного воздуха. При температуре наружного воздуха от 0 до -5 градусов добавляют 5 % поташа от массы цемента, при температуре от -6 до -10 градусов добавляют 10 % и от -16 до -30 — 15 %.
Добавляют поташ в цементные и цементно-глиняные растворы, приготовляемые на портландцементе, соблюдая следующие условия:
цементные растворы должны быть такого состава, чтобы на одну часть цемента приходилось не менее трех частей заполнителя;
в цементных растворах количество глиняного теста не должно превышать 40 % объема цемента.
Растворы с поташом приготовляют на составляющих, подогретых с таким расчетом, чтобы температура раствора при укладке была 5…10 градусов. Эти растворы используют не позднее чем через час после их приготовления. Работать с ними нужно в комбинезонах, очках, осторожно, соблюдая правила безопасности.
Растворы с нитритом натрия применяют при температуре до -15 градусов. На стройки нитрит натрия поступает в виде порошка или концентрированного раствора. В растворные смеси его вводят в виде раствора малой концентрации с водой затворения. Количество добавляемого нитрита натрия зависит от температуры наружного воздуха. При температуре воздуха до -5 градусов добавляют 5 %, при температуре от -6 до -9 градусов — 8 %, от -10 до -15 ОС добавляют 10 %.
Лучше всего добавлять нитрит натрия в растворы на портландцементе. Применение нитрита натрия в растворах на шлакопортландцементе снижает скорость нарастания их прочности. Не допускается применять нитрит натрия в растворах на глиноземистом цементе.
При использовании нитрита натрия необходимо строго соблюдать правила безопасности. Все емкости с растворами нитрита натрия должны иметь предупредительную надпись «Яд».
Растворы с аммиачной водой используют при температуре наружного воздуха до -15. Растворы затворяют аммиачной водой 6 %-ной концентрации. Если доставленная на стройку аммиачная вода более высокой концентрации, ее разбавляют водой. На аммиачной воде можно приготовлять только цементные и цементно-известковые растворы.
Для однослойного оштукатуривания бетонных поверхностей приготовляют цементный раствор состава 1 : (2…4), для кирпичных, шлакобетонных и деревянных поверхностей — цементно-известковые растворы состава 1:1: (6…9). Температура аммиачной воды, как и температура растворов, приготовленных на ней, должна быть (2…5) градусов Цельсия, так как при более высокой температуре аммиак, растворенный в воде, начинает быстро улетучиваться. Хранят аммиачную воду под навесом в герметически закрытой таре теплоизоляционной оболочкой.
При отрицательных температурах строительные растворы приготовляют в отапливаемых помещениях.
Противоморозные добавки для бетона по выгодным ценам
Во время строительства могут возникнуть разнообразные проблемы, связанные с низкими температурами. В бетонном растворе обязательно содержится вода. При температуре −3 градуса она начинает замерзать, в результате чего процесс затвердевания раствора прекращается. После повышения температуры процесс возобновится, но уже с существенными нарушениями. Замерзшая вода нарушает целостность смеси, а сам бетон становится рыхлым и недолговечным. Во избежание подобных неприятностей используют противоморозные добавки.
Противоморозные добавки
Для обеспечения требуемой прочности бетона зимой необходимо создавать специальные условия. Для нормального протекания процесса затвердевания необходима жидкая фаза. Данную задачу можно решить двумя способами: с помощью обогрева бетона или введения противоморозной добавки. Первый способ подразумевает использование дополнительных средств и теплоизоляционных материалов. Зачастую это приводит к существенным временным и экономическим затратам.
Противоморозные присадки вводят в цементный раствор для повышения температуры и предотвращения замерзания воды. Это наиболее экономный и современный способ строительства при отрицательных температурах.
Есть мнение, что морозостойкие модификаторы отрицательно влияют на бетон, но это не так. Новые виды модификаторов содержат нитрит натрия или нитрит нитрат кальция, которые замедляют процесс коррозии. Также в начале процесса твердения смеси наблюдается отставание от прочности, но через 28 суток прочность полностью восстанавливается. После применения наблюдается существенный рост марочной прочности бетона с противоморозной присадкой.
Виды противоморозных добавок
В интернет-магазине Tricolor вы сможете приобрести противоморозные модификаторы из следующих групп:
- Антифризы. Они понижают температуру замерзания раствора. Такие добавки являются либо слабыми ускорителями, либо слабыми замедлителями твердения и схватывания бетона.
- Присадки со слабыми антифризными свойствами, но с сильным ускорением твердения цементного раствора.
- Добавки, которые сильно ускоряют процесс схватывания и твердения. Также обладают хорошими антифризными свойствами.
Применение противоморозных добавок позволяет увеличить плотность и водонепроницаемость бетона. Такие присадки увеличивают прочностные характеристики и замедляют коррозийные процессы. Их можно смешивать с другими модификаторами.
В нашем каталоге представлен широкий ассортимент разнообразных модификаторов для цементной смеси. Вы легко сможете выбрать добавки для вашего строительства и купить их по доступной цене. Выбранный товар будет доставлен в любой город Украины в краткие сроки.
Депрессия точки замерзания | Введение в химию
Цель обучения
- Обсудить влияние растворенного вещества на точку замерзания растворителя
Ключевые моменты
- Понижение точки замерзания можно рассчитать, используя точку замерзания чистого растворителя и моляльность раствора.
- В точке замерзания давление паров твердой и жидкой формы соединения должно быть одинаковым.
- Точка замерзания вещества — это температура, при которой твердая и жидкая формы находятся в равновесии.
- Для восстановления равновесия температура замерзания смеси растворенного вещества и растворителя понижается по сравнению с исходным чистым растворителем.
Условия
- Понижение точки замерзания Добавление растворенного вещества к растворителю снижает температуру, при которой жидкий растворитель становится твердым.
- давление пара: Давление, которое оказывает пар, или парциальное давление, если он смешивается с другими газами.
- Фактор Ван ‘т Гоффа Мера влияния растворенного вещества на коллигативные свойства.
- точка замерзания Температура, при которой жидкость замерзает, а твердая и жидкая фазы находятся в равновесии; обычно такая же, как температура плавления.
Понижение точки замерзания — это явление, которое описывает, почему добавление растворенного вещества к растворителю приводит к снижению точки замерзания растворителя. Когда вещество начинает замерзать, молекулы замедляются из-за снижения температуры, и начинают действовать межмолекулярные силы.Затем молекулы образуют узор и, таким образом, превращаются в твердое тело. Например, когда вода охлаждается до точки замерзания, ее молекулы становятся медленнее, а водородные связи начинают больше «прилипать», в конечном итоге создавая твердое тело. Если в воду добавляется соль, ионы Na + и Cl — притягиваются к молекулам воды и препятствуют образованию крупной твердой сетки, известной как лед. Чтобы добиться твердого состояния, раствор необходимо охладить до еще более низкой температуры.
Понижение температуры замерзания можно также объяснить с точки зрения давления пара. Добавление растворенного вещества в растворитель существенно разбавит молекулы растворителя, и, согласно закону Рауля, это приводит к снижению давления пара. Принимая во внимание тот факт, что давление пара твердой и жидкой форм должно быть одинаковым в точке замерзания, поскольку в противном случае система не была бы в равновесии, снижение давления пара приводит к понижению температуры, при которой давление пара жидкая и замороженная формы раствора будут равны.
Влияние растворенных веществ на физические свойства Трехфазная диаграмма, которая показывает давление и температуру при нормальных точках кипения и замерзания растворителя (зеленые линии), а также точки кипения и замерзания раствора (фиолетовые линии). Обратите внимание, что при давлении 1 атм точка замерзания была понижена (обозначена цифрами 2 и 4).Понижение температуры замерзания можно рассчитать по формуле:
[латекс] \ Delta T_f = i \ times K_f \ times моляльность [/ латекс]
В этом уравнении [латекс] \ Delta T_f [/ latex] — это депрессия точки замерзания, Kf — константа депрессии точки замерзания, а i — фактор Ван ‘т Хоффа.Константа понижения точки замерзания изменяется в зависимости от растворителя, а коэффициент Ван т Хоффа учитывает количество частиц, которые растворяющееся вещество создает в растворе.
Пример
Какова точка замерзания водного раствора при добавлении достаточного количества NaCl для создания 0,25 м раствора? Значение K f для воды составляет 1,858 o C / м.
Чтобы решить эту проблему, вы должны помнить, что NaCl при растворении в воде распадается на два иона: Na + и Cl —.oC [/ латекс]
Может показаться, что проблема решена, но это не так. Значение 0,93 o C — это изменение точки замерзания. Новая точка замерзания воды, которая обычно составляет 0 o C, равна: 0 — 0,93 = -0,93 o C.
Показать источникиBoundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:
Депрессия точки замерзания | Химия для неосновных
Цели обучения
- Определите депрессию точки замерзания.
- Рассчитайте точку замерзания раствора при заданной константе депрессии молярной точки замерзания.
Почему соленые обледенелые дороги?
Коллигативные свойства находят практическое применение, например, при засолке дорог в холодном климате. При нанесении соли на обледеневшую дорогу температура плавления льда снижается, и лед тает быстрее, что делает вождение более безопасным. Чаще всего используются хлорид натрия (NaCl) и хлорид кальция (CaCl 2 ) или хлорид магния (MgCl 2 ) по отдельности или в смеси.Хлорид натрия — наименее дорогой вариант, но он менее эффективен, поскольку диссоциирует только на два иона вместо трех.
Депрессия точки замерзания
На рисунке ниже показана фазовая диаграмма для чистого растворителя и ее изменение при добавлении растворенного вещества. Растворенное вещество снижает давление пара растворителя, что приводит к снижению точки замерзания раствора по сравнению с растворителем. Понижение точки замерзания представляет собой разницу температур между точкой замерзания чистого растворителя и температурой раствора.На графике депрессия точки замерзания представлена значком.
Рис. 1. Давление пара раствора (синий) ниже, чем давление пара чистого растворителя (розовый). В результате температура замерзания растворителя снижается, когда в нем растворяется любое растворенное вещество. Рисунок из фонда CK-12 — Кристофер Ауён.
Когда чистый растворитель замерзает, его частицы становятся более упорядоченными, поскольку межмолекулярные силы, действующие между молекулами, становятся постоянными.В случае воды водородные связи образуют гексагональную сеть молекул, которая характеризует структуру льда. При растворении растворенного вещества в жидком растворителе этот процесс упорядочивания нарушается. В результате из раствора необходимо отобрать больше энергии, чтобы заморозить его, а температура замерзания раствора ниже, чем у чистого растворителя.
Величина понижения точки замерзания прямо пропорциональна моляльности раствора. Уравнение:
Константа пропорциональности, называется константой депрессии молярной точки замерзания .Это константа, которая равна изменению точки замерзания для 1-моляльного раствора нелетучих молекулярных растворенных веществ. Для воды значение составляет -1,86 ° C / м . Таким образом, температура замерзания 1-моляльного водного раствора любого нелетучего молекулярного растворенного вещества составляет -1,86 ° C. Каждый растворитель имеет уникальную константу депрессии молярной точки замерзания. Они показаны ниже в таблице вместе с соответствующим значением точки кипения, называемым .
Растворитель | Нормальная точка замерзания (° C) | Константа депрессии мольной точки замерзания, K f (° C / м ) | Нормальная температура кипения (° C) | Постоянная превышения мольной точки кипения, Кб (° C / м ) |
Уксусная кислота | 16.6 | -3,90 | 117,9 | 3,07 |
Камфора | 178,8 | -39,7 | 207,4 | 5,61 |
Нафталин | 80,2 | -6,94 | 217,7 | 5,80 |
Фенол | 40,9 | -7,40 | 181,8 | 3,60 |
Вода | 0,00 | -1,86 | 100,00 | 0.512 |
Проблема с образцом: точка замерзания неэлектролита
Этиленгликоль (C 2 H 6 O 2 ) представляет собой молекулярное соединение, которое используется во многих коммерческих антифризах. Водный раствор этиленгликоля используется в радиаторах транспортных средств, чтобы снизить температуру замерзания и, таким образом, предотвратить замерзание воды в радиаторе. Рассчитайте температуру замерзания раствора 400 г этиленгликоля в 500 г воды.
Шаг 1. Составьте список известных количеств и спланируйте проблему.
Известный
- масса C 2 H 6 O 2 = 400. г
- молярная масса C 2 H 6 O 2 = 62,08 г / моль
- масса H 2 O = 500,0 г = 0,500 кг
Неизвестно
Это трехэтапная задача. Сначала рассчитайте количество молей этиленгликоля. Затем рассчитайте молярность раствора.Наконец, рассчитайте депрессию точки замерзания.
Шаг 2: Решить.
Нормальная температура замерзания воды составляет 0,0 ° C. Следовательно, поскольку точка замерзания снижается на 24,0 ° C, температура замерзания раствора составляет -24,0 ° C.
Шаг 3. Подумайте о своем результате.
Температура замерзания воды значительно снижается, защищая радиатор от повреждений из-за расширения воды при замерзании. В результате получается три значащих цифры.
Сводка
- Определено понижение точки замерзания.
- Описаны расчеты с понижением температуры замерзания.
Практика
Решите проблемы на сайте ниже:
http://home.comcast.net/~cochranjim/PDFS3/COLIGWS1A.pdf
Обзор
- Как растворенное вещество влияет на замерзание воды?
- Сколько молей глюкозы потребуется для понижения точки замерзания одного кг воды 3.72 ° С?
- Сколько молей NaCl потребуется, чтобы произвести такое же понижение температуры?
Глоссарий
- Депрессия точки замерзания: Разница в температуре между точкой замерзания чистого растворителя и температуры раствора.
- молярная константа депрессии точки замерзания: Константа, которая равна изменению точки замерзания для 1-моляльного раствора нелетучего молекулярного растворенного вещества.
Что происходит с растворенным веществом, когда раствор замерзает?
Что происходит с растворенным веществом, когда раствор замерзает? — Обмен химического стекаСеть обмена стеков
Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетить Stack Exchange- 0
- +0
- Авторизоваться Подписаться
Chemistry Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для ученых, преподавателей, преподавателей и студентов в области химии.Регистрация займет всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществуКто угодно может задать вопрос
Кто угодно может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх
Спросил
Просмотрено 5к раз
$ \ begingroup $Я столкнулся с ситуацией, когда в моем учебнике химии приводится фазовая диаграмма чистого растворителя и раствора с тем же растворителем.Я рассматриваю 2 разных, скажем, стакана, один из которых содержит некоторое количество чистого растворителя, а другой — раствор, образованный нелетучим растворенным веществом и таким же количеством растворителя. При этом автор показал идентичность части графика, соответствующей твердому растворителю и твердой форме раствора. Для меня естественно думать, что твердое вещество, полученное замораживанием раствора, будет отличаться от твердого вещества, полученного замораживанием чистого растворителя. Поэтому у них не должно быть одинаковых графиков. Верен ли мой аргумент? Или это так: когда раствор заморожен, поскольку молекулы растворителя объединяются для образования твердого вещества, у нас просто нет молекул растворителя для сольватации нашего растворенного вещества, и твердое вещество больше или похоже на замороженный чистый * растворитель с захваченные в нем частицы растворенного вещества?
Создан 06 мар.
Пиро-рекорцин12911 золотой знак33 серебряных знака1111 бронзовых знаков
$ \ endgroup $ 3 $ \ begingroup $Если бы вы заморозили раствор обычным способом, используя что-то вроде бытового морозильника, по мере замерзания большей части растворителя образуется все более концентрированный раствор.Растворенное вещество будет обнаружено в небольшом количестве раствора, который не замерз, поскольку растворенное вещество допускает снижение точки замерзания. Итак, если вы поместите оба стакана в морозильную камеру, в одном стакане будет полностью замороженный блок растворителя, а в другом — замороженный блок растворителя с некоторым объемом высококонцентрированного раствора.
Создан 06 мар.
Дж.AriJ. Ари1,9777 серебряных знаков1414 бронзовых знаков
$ \ endgroup $Не тот ответ, который вы ищете? Просмотрите другие вопросы с метками решения или задайте свой вопрос.
Chemistry Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScriptВаша конфиденциальность
Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.
Принимать все файлы cookie Настроить параметры
примеров депрессии точки замерзания в повседневной жизни — StudiousGuy
Точка замерзания может быть определена как температура, при которой жидкое и твердое состояния вещества имеют одинаковое давление пара.Замечено, что точка замерзания раствора всегда ниже точки замерзания чистого растворителя. Это называется «понижение точки замерзания раствора». У депрессии точки замерзания есть очень интересные и полезные приложения в повседневной жизни, о которых мы поговорим в этой статье.
Указатель статей (Нажмите, чтобы перейти)
Объяснение депрессии точки замерзания раствора
Это наблюдение можно объяснить, основываясь на снижении давления пара раствора.Когда мы добавляем растворенное вещество в растворитель, некоторые молекулы растворенного вещества занимают места на поверхности жидкости. Как известно, для испарения молекулы растворителя должны присутствовать на поверхности раствора. Теперь присутствие молекул растворенного вещества на поверхности уменьшает площадь поверхности, доступную для молекул растворителя, и, следовательно, уменьшает испарение растворителя. Следовательно, добавление молекул растворенного вещества снижает давление пара раствора, что, в свою очередь, снижает температуру замерзания раствора, что известно как «понижение точки замерзания раствора».Это коллигативное свойство, которое наблюдается в растворах, возникающих в результате введения молекул растворенного вещества. Температура замерзания раствора прямо пропорциональна моляльности растворенного вещества. Следовательно, он рассчитывается по следующей формуле, которая описана на изображении ниже.
Примеры 1. Наука о мороженомКогда вам хочется охладиться, у вас в голове возникает первая мысль о мороженом.Это восхитительное угощение бывает самых разных вкусов и форм. Но задумывались ли вы, как создается это вкусное угощение? Когда мы делаем сливочное мороженое, мы контролируем размер кристаллов льда в нашем мороженом. Как мы знаем, когда мы замораживаем жидкость, мы в конечном итоге получаем большие кристаллы льда. Если кристаллы льда больше, наше мороженое становится тверже и хрустящим, а нам этого очень не нужно. Чтобы этого не произошло, наши ледяные кристаллы должны быть небольшими. Это делается двумя способами; во-первых, добавив эмульгатор.Мороженое представляет собой смесь воды и жиров. Естественно, они оба имеют тенденцию к разделению, и если они разделятся, молекулы воды будут свисать сами по себе с одной стороны и с большей вероятностью будут образовывать кристаллы льда при замерзании. Здесь эмульгатор удерживает молекулы воды и жиров в смеси друг с другом. Второй способ контролировать образование кристаллов льда — это изменить скорость замерзания воды, потому что если мы быстро замораживаем кристаллы льда, то кристаллы становятся все больше и больше. Это делается путем добавления соли ко льду, которая снижает его температуру замерзания из-за понижения точки замерзания раствора.
2. Соленые ледяные дорогиВы могли заметить, что применение соли приводит к таянию льда, и это обычная процедура удаления льда с заснеженных дорог. Хлорид натрия и хлорид кальция являются наиболее распространенными формами соли, которые используются для удаления льда с дорог. Основная причина заливки соли на обледенелой дороге заключается в том, что раствор воды и растворенной соли имеет более низкую температуру замерзания, чем чистая вода, из-за пониженной точки замерзания раствора.Вода обычно замерзает при 32 ° F, но когда мы добавляем соль, эта температура падает. Чем выше концентрация соли, тем ниже ее общая точка замерзания.
3. Природный антифриз: выживание в холодную погодуЖивотные, живущие в холодном климате, имеют естественные антифризы (AFP), которые связываются с кристаллами льда в их крови, чтобы предотвратить кристаллизацию. AFP чрезвычайно эффективны при ингибировании перекристаллизации льда в замороженных растворах. Это важная функция белков у устойчивых к замораживанию организмов.AFP были обнаружены у различных организмов, таких как морские рыбы, избегающие замораживания насекомые и другие наземные членистоногие. Организмы также производят относительно инертные молекулы, такие как глицерин и другие многоатомные спирты, такие как сорбит и рибитол, что помогает снизить температуру замерзания воды в их организме.
4. Жидкости радиаторов в автомобиляхРадиаторная жидкость может быть антифризом, который используется в автомобилях для предотвращения замерзания воды в очень холодном климате.Антифриз снижает температуру воды в радиаторе автомобиля, чтобы она не замерзла даже при температуре ниже 0 ° C.
5. Водка: Почему в морозилке не замерзает?Вы, должно быть, знали, что водку можно хранить в морозилке вечно, не замораживаясь. Так почему же водка не замерзает? Ответ очень прост, он не замерзает из-за крайне низкой точки замерзания спирта. Водка в основном содержит воду и этанол.Чистая вода замерзает при 0 ° C, а чистый этанол замерзает при -114 ° C. Водка замерзает, но не при температуре обычного морозильника. Это связано с тем, что в нем содержится достаточно спирта, что снижает температуру замерзания воды ниже -17 ° C по сравнению с обычной морозильной камерой. Это явление понижения точки замерзания, которое объясняет снижение температуры замерзания водки.
6. Океанская водаВся вода океана не заморожена или тверда, но вода между океанами все еще жидкая.Это опять же основано на явлении понижения точки замерзания. Поскольку вода в океане соленая, температура опускается ниже точки замерзания чистой воды, которая отвечает за жидкое состояние воды, даже если температура ниже 0 ° C.
Наука о мороженом — Понижение точки замерзания
Почему кубик льда твердый, а мерная ложка итальянского джелато почти жидкая? Даже «простое» мороженое не так твердо, как кубик льда из чистой воды.Вместо этого вы можете довольно легко откусить немного. Разве это не интересно?
Мы уже сделали довольно много мороженого, довольно сложное мороженое с заварным кремом, супер простое мороженое всего из двух ингредиентов или полуфреддо в итальянском стиле. Во всех случаях мы считали само собой разумеющимся, что мороженое не получается твердым. Частично это связано с попаданием воздуха. Мороженое делали воздушным либо за счет взбитых сливок, либо благодаря непрерывному перемешиванию машины для мороженого.Но простая подача воздуха не помогает. Замораживание чистых взбитых сливок по-прежнему даст довольно прочную ледяную структуру.
Важное значение имеет сахар (или алкоголь) и явление, называемое понижением точки замерзания!
Что такое понижение точки замерзания?
Понижение точки замерзания означает, что точка замерзания смеси двух компонентов ниже, чем точка замерзания отдельных компонентов. Он включает в себя растворитель (например, воду) и растворенное вещество, которое вы смешиваете с растворителем.
Очень распространенный пример этого явления в повседневной жизни — засоление дорог водой. Чистая вода замерзает при 0 ° C. Однако при подмешивании соли точка замерзания этой смеси воды и соли упадет значительно ниже нуля. Вот почему соль используется для защиты дорог от льда. Даже при минусовой температуре на дороге не будет льда.
Так почему же температура замерзания растворителя изменяется из-за растворения в нем чего-то еще? Что ж, если у вас есть только чистая вода (или любой другой растворитель), эти молекулы воды могут организоваться красиво и плотно.Когда температура понижается и вода замерзает, они могут образовывать красивый кристалл между собой (подробнее о фазовых переходах). Однако при смешивании с растворенным веществом (например, солью или сахаром) эта хорошо упорядоченная структура нарушается. Вместо этого они могли образовывать эти кристаллы только при более низкой температуре. Это то, что происходит из-за понижения точки замерзания.
Понижение точки замерзания мороженого
В мороженом температура замерзания воды в мороженом изменена.Вода является основным компонентом большинства мороженого, поскольку она составляет большую часть молока или сливок, которые вы, возможно, используете. Температура замерзания в основном снижается за счет добавления сахара. Сахар растворяется в воде, что препятствует образованию кристаллов.
Также можно ожидать, что жир в мороженом повлияет на точку замерзания. Однако это не так. Вода и масло не смешиваются, вместо этого в мороженом плавают маленькие пузырьки масла, но они никогда не мешают так же, как сахар.
Алкоголь и мороженое
В различных рецептах для приготовления мороженого используется спирт. Помимо аромата и алкоголя, он способствует созданию мороженого, он также используется для снижения температуры замерзания воды! Теоретически можно было бы приготовить мороженое без сахара и без алкоголя, однако не уверен, будет ли оно таким же вкусным…
Мороженое с большим количеством сахараРасчет понижения точки замерзания
Вы можете легко рассчитать изменение точки замерзания воды в мороженом.Понижение точки замерзания — это так называемое коллигативное свойство. Это означает, что падение температуры, то есть степень понижения точки замерзания, не зависит от типа добавляемого компонента, растворенного вещества. Напротив, это зависит только от количества добавленных частиц, а также от исходных свойств растворителя, к которому они добавляются.
Другими словами, если мы добавим 10.000 молекул сахара, это окажет такое же влияние на точку замерзания, как 10.000 частиц соли. Тип растворенного вещества становится важным только тогда, когда количество растворенного вещества становится очень высоким.
Благодаря этому простому соотношению депрессия точки замерзания может быть рассчитана по простой формуле:
ΔT F = — K F · м · я
Где:
- ΔT F = изменение температуры замерзания в ° C
- K F = криоскопическая постоянная, это значение зависит от растворителя, на который вы смотрите, для воды это 1853 ° C · кг / моль
- m = моляльность растворенного вещества, другими словами, количество частиц на кг растворителя, в моль / кг
- i = постоянная ван ‘т-Гоффа, если ваши частицы разделяются на 2 или 3 части после того, как они были добавлены к растворитель, который вы должны принять во внимание, это наиболее распространено для солей.Для сахаров и тому подобного, которые не распадаются, эта константа равна единице, для хлорида натрия (соли) — два.
Расчет изменения точки замерзания мороженого
Ванильное мороженое
Давайте посмотрим на изменение точки замерзания обычного ванильного мороженого. Это мороженое содержит примерно 600 г (приблизительное предположение: 300 + 0,65 * 300 + 4 * 25) воды и 75 г сахара.
- Если сахар растворяется в воде, он не расщепляется, поэтому i в приведенной выше формуле равно 1, и мы также знаем значение криоскопической постоянной воды (1,853 ° C · кг / моль).
- Затем нам нужно знать, сколько у нас кристаллов сахара. Из литературы мы выяснили, что 1 моль молекул сахара весит 342,3 г. Следовательно, 75 г сахара — это 75 / 342,3 = 0,22 моль. Поскольку у нас 600 г воды, молярность сахара составляет: 0,22 / 0,60 = 0,37 моль / кг.
Теперь нужно заполнить формулу:
ΔT F = — K F · м · i = -1,853 · 0,37 · 1 = -0,68 ° C
Температура замерзания упала менее чем на 1 градус. На самом деле это очень мало, поэтому это мороженое можно сделать намного мягче, добавив больше сахара.
Мягкое двухкомпонентное мороженое
Давайте рассмотрим еще один пример, чтобы попрактиковаться в этих вычислениях, а теперь рассмотрим суперпростое двухкомпонентное мороженое. Это мороженое содержит 245 г воды (0,7 * 230 + 0,55 * 150) и 70 г сахара (0,45 * 150), для простоты мы округлили числа.
Вы можете использовать много тех же чисел, что и в предыдущем расчете, но вам нужно будет вычислить молярность сахара для этого нового рецепта мороженого. Используя тот же метод, мы находим: 70 / 342,3 = 0,20 моль и 0,02 / 0,245 = 0,83 моль / кг,
Давайте еще раз заполним формулу:
ΔT F = -K F · м · i = -1,853 · 0,83 · 1 = -1,55 ° C
Фазовые диаграммы
Просто это изменение точки замерзания еще не говорит всей истории мороженого, это только начало.Вместо этого, как только вы получите эти новые температуры, вам следует взглянуть на фазовую диаграмму. На фазовой диаграмме вы можете точно увидеть, сколько льда и жидкости будет присутствовать при разных температурах. Это слишком подробно для этой статьи, но, к счастью, для вас есть отдельная статья на тему фазовых диаграмм.
Записка о замороженных фруктах
Вы когда-нибудь замечали, что замороженные фрукты часто бывают не твердыми? Помимо воздействия на текстуру фруктов, это также связано с пониженной температурой замерзания.Плоды содержат довольно много сахара, что предотвращает замерзание всей воды!
Видео для более подробного объяснения
Более фундаментальное объяснение можно найти в этом замечательном видео из Академии Хана.
Ресурсы
Более подробное объяснение термодинамики депрессии точки замерзания можно найти на веб-сайтах: UC Davis & Bristol University.
Депрессия точки замерзания
Депрессия точки замерзания Депрессия точки замерзанияТемпература замерзания раствора ниже точки замерзания чистого растворителя.Это означает, что раствор должен быть охлажден до температуры ниже на , чем чистый растворитель, чтобы произошло замерзание.
Температура замерзания растворителя в растворе изменяется по мере изменения концентрации растворенного вещества в растворе (но это не зависит от идентичности растворителя или частиц растворенного вещества (типа, размера или заряда) в растворе. ).
Нелетучие растворенные вещества
Температура замерзания растворителя в растворе будет меньше точки замерзания чистого растворителя, независимо от того, содержит ли раствор нелетучие растворенные вещества или летучие растворенные вещества.Однако для простоты здесь будут рассматриваться только нелетучие растворенные вещества.
Экспериментально известно, что изменение точки замерзания растворителя в растворе по сравнению с точкой замерзания чистого растворителя прямо пропорционально молярной концентрации растворенного вещества:
T = K f mгде:
T — изменение точки замерзания растворителя,
K b — молярная константа депрессии точки замерзания, и
. m — молярная концентрация растворенного вещества в растворе.
Обратите внимание, что молярная константа понижения точки замерзания, K f , имеет конкретное значение в зависимости от типа растворителя.
растворитель | нормальная точка замерзания, o C | К b , o C м -1 |
вода | 0,0 | 1,86 |
уксусная кислота | 16.6 | 3,9 |
бензол | 5,5 | 5,12 |
хлороформ | -63,5 | 4,68 |
нитробензол | 5,67 | 8,1 |
На следующем графике показана нормальная точка замерзания воды (растворителя) как функция моляльности в нескольких растворах, содержащих сахарозу (нелетучие растворенные вещества).Обратите внимание, что нормальная точка замерзания воды снижается по мере увеличения концентрации сахарозы.
Депрессия точки замерзания — Концепция
Понижение точки замерзания является коллигативным свойством растворов. Точки замерзания растворов ниже, чем у чистого растворителя или растворенного вещества, потому что замерзание или превращение в твердое вещество создает порядок и снижает энтропию. Растворы имеют высокую энтропию из-за смеси растворителя и растворенного вещества, поэтому требуется больше энергии, чтобы уменьшить их энтропию до той же точки.
Хорошо, имея дело с растворами, вы столкнетесь с коллигативными свойствами, и одним из коллигативных свойств, которые вы увидите, является снижение точки замерзания, и это говорит о том, что в растворе частицы растворенного вещества мешают силам притяжения в растворителе. частицы. И это предотвращает переход раствора в твердое состояние. По сути, они говорят, потому что в жидкости есть все эти дополнительные частицы для образования раствора, и это не чистый растворитель, который мешает межмолекулярным силам, которые делают ее твердым телом.Подобно водородной связи, диполь-дипольному взаимодействию и лондонским силам дисперсии, те дополнительные частицы, которые там присутствуют, как бы мешают, и они на самом деле помогают снизить температуру замерзания, чтобы получить, вытолкнуть эти частицы, чтобы это было чистый растворитель, когда он фактически заморожен.
Точка замерзания означает, что частицы больше не обладают достаточной кинетической энергией для преодоления межмолекулярных сил притяжения, поэтому, когда эти частицы присутствуют, эти силы притяжения не нужны.Так что им нужно будет просто вытолкнуть эти частицы, чтобы у них действительно присутствовали силы притяжения внутренних частиц. Итак, давайте поговорим о разных веществах и их температурах замерзания. Итак, мы говорим о воде, которая является универсальным растворителем, и мы знаем, что вода обычно замерзает при 0 градусах Цельсия при нормальной температуре замерзания. Теперь для каждого моляля вещества, которое я собираюсь поместить в эту воду в чистом веществе, фактически понижается температура до точки замерзания на 1.86 градусов по Цельсию.
Бензол замерзает при 5,5 градусах Цельсия намного выше, чем вода, и на каждый моль вещества, который у вас есть на килограмм раствора, температура кипения упадет еще на 5,12 градуса Цельсия и так далее, и тому подобное. Итак, если вы посмотрите на это, это очень похоже на повышение точки кипения, но эта формула набора точно такая же, но есть некоторые небольшие отличия. Таким образом, изменение температуры точки замерзания равно константе, которую мы обсуждали, временное сходство этого решения, с которым мы имеем дело, время — это коэффициент Бен-Хоффа, а коэффициент Бен-Хоффа — это то, насколько на самом деле частица разделяется в решение.Итак, мы говорим об ионных соединениях, они разделяются на раствор в зависимости от того, сколько в них частиц или сколько ионов в нем, но молекулярные соединения этого не делают. Итак, давайте действительно применим это в действии.
Хорошо, а какая точка замерзания 0,029 моль водного раствора NaCl, чтобы мы знали, что это водный раствор, а водный раствор говорит нам, что нашим растворителем является вода. Итак, мы собираемся сказать, что наша дельта T при изменении температуры до точки замерзания будет равна постоянной воды, равной 1.86 градусов Цельсия на каждый коренной зуб. И молярный раствор 0,029, и поскольку это NaCl, я знаю, что он ионный, на каждый моляль он фактически разделится на 2 вещества: Na плюс и Cl минус. На самом деле мы умножаем это на 2, у нас есть вещества, когда они находятся в растворе. Итак, когда вы умножаете все это вместе, вы получаете 0,11 градуса Цельсия, и мы собираемся сказать, что наша исходная точка замерзания равна 0, она будет ниже на 0,11, и поэтому наша новая точка замерзания составляет 0,11 градуса по Цельсию, потому что она упала настолько сильно.Так что нам действительно нравится говорить о том, когда вы думаете о том, когда на улице идет снег, и о причине, по которой вы кладете соль на дороги, на дорогах даже нет соли, которая на самом деле снижает температуру замерзания, поэтому листов не будет. льда по дороге, по дорогам или тротуарам. Вот почему они используют соль, и на самом деле они обычно используют хлорид кальция, который на самом деле лучше, чем хлорид натрия, потому что он фактически распадается на 3 частицы, поэтому температура замерзания у него падает в 3 раза больше, чем у другого растворенного вещества.Итак, это пример депрессии точки завивки.