آخر تحديث: 2026-06-14

انخفاض درجة التجمد

انخفاض درجة التجمد نقصان في درجة تجمد مُذيب عند إذابة مادة فيه. وهو إحدى الخواص الجامعة، إذ يعتمد مقداره على عدد الجسيمات المُذابة لا على هويتها. فوجود الجسيمات المُذابة يعيق ترتب جزيئات المُذيب في شبكة صلبة منتظمة، فيلزم تبريد المحلول إلى درجة أدنى قبل أن يتجمد.

الصيغة

حيث $\Delta T_f$ مقدار انخفاض درجة التجمد، و$i$ عامل فانت هوف (عدد الجسيمات لكل وحدة صيغية)، و$K_f$ ثابت تجمد المُذيب، و$b$ مولالية المُذاب بوحدة مول/كجم. ودرجة تجمد المحلول هي درجة تجمد المُذيب النقي ناقص $\Delta T_f$.

عامل فانت هوف

عامل فانت هوف $i$ هو عدد الجسيمات المُذابة لكل وحدة صيغية. فالمادة غير الإلكتروليتية كالسكر تعطي $i = 1$، بينما يعطي كلوريد الصوديوم $i \approx 2$ وكلوريد الكالسيوم $i \approx 3$. وبما أن الأثر يتناسب مع عدد الجسيمات، يخفض كلوريد الكالسيوم درجة التجمد عند المولالية نفسها نحو ثلاثة أضعاف ما يخفضه السكر.

ثابت التجمد

ثابت التجمد $K_f$ خاصية للمُذيب تعطي مقدار انخفاض درجة التجمد لكل وحدة مولالية. وللماء $K_f = 1.86$ °م·كجم/مول، أي إن محلولًا مثاليًا تركيزه 1 مول/كجم يتجمد عند درجة أدنى بـ 1.86 °م. والمُذيبات ذات الثوابت الكبيرة، كالكافور (40 °م·كجم/مول)، تُظهر انزياحات هائلة، وكانت تُستخدم تاريخيًا لقياس الكتل المولية عبر انخفاض درجة التجمد.

مثال

محلول من السكر في الماء مولاليته 1 مول/كجم، والسكر غير إلكتروليتي ($i = 1$):

فتنخفض درجة التجمد من 0 °م إلى −1.86 °م.

إذابة الجليد

يفسّر انخفاض درجة التجمد سبب نثر الملح على الطرق الجليدية. فالملح يذوب في الطبقة الرقيقة من الماء السائل على الجليد ويخفض درجة تجمدها، فيبقى الماء سائلًا دون 0 °م ويذوب الجليد. ولأن الأثر يعتمد على عدد الأيونات، يكون كلوريد الكالسيوم أشد فعالية من كلوريد الصوديوم ويعمل عند درجات أدنى. ودون نحو −10 °م يصبح ملح الطرق الاعتيادي أقل فعالية بكثير، فتُختار مزيلات الجليد الأيونية للمناخات الباردة. وترتبط هذه الظاهرة بارتفاع درجة الغليان، فكلتاهما خاصية جامعة تعتمد على عدد الجسيمات المُذابة.