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Depression of Freezing Point

According to Raoult's law, when a non-volatile solid is added to the solvent its vapour pressure decreases
Now it would become equal to that of solid solvent at lower temperature.
Thus, the freezing point of the solvent decreases.

राउल्ट के नियम के अनुसार, जब किसी गैर-वाष्पशील ठोस को विलायक में मिलाया जाता है तो उसका वाष्प दबाव कम हो जाता है
अब यह कम तापमान पर ठोस विलायक के बराबर हो जाएगा।
इस प्रकार, विलायक का हिमांक कम हो जाता है।

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Depression of Freezing Point

Let $T_{\mathrm{f}}^0$ be the freezing point of pure solvent and $T_{\mathrm{f}}$ be its freezing point when non-volatile solute is dissolved in it. The decrease in freezing point.
$\Delta T_{\mathrm{f}}=T_{\mathrm{f}}^0-T_{\mathrm{f}}$ is known as depression in freezing point.
Similar to elevation of boiling point, depression of freezing point $\left(\Delta T_{\mathrm{f}}\right)$ for dilute solution (ideal solution) is directly proportional to molality, $\mathrm{m}$ of the solution. Thus,

$\Delta T_{\mathrm{f}} \propto \mathrm{m}$

$\quad \Delta T_{\mathrm{f}}=K_{\mathrm{f}} \mathrm{m}$

चलिए $T_{\mathrm{f}}^0$ को शुद्ध विलयक का हिमांक बिंदु मान लेते हैं और $T_{\mathrm{f}}$ को उसका हिमांक बिंदु मान लेते हैं जब गैर-वाष्पशील विलयन इसमें घुला होता है। हिमांक बिंदु में कमी।
$\Delta T_{\mathrm{f}}=T_{\mathrm{f}}^0-T_{\mathrm{f}}$ को हिमांक बिंदु में अवनति के रूप में जाना जाता है।
उबलने के बिंदु की उन्नति के समान, हिमांक बिंदु की अवनति $\left(\Delta T_{\mathrm{f}}\right)$ पतले विलयन (आदर्श विलयन) के लिए सीधे अनुपात में होती है, विलयन की मोलालिटी, $\mathrm{m}$ से। इस प्रकार,

$\Delta T_{\mathrm{f}} \propto \mathrm{m}$

$\quad \Delta T_{\mathrm{f}}=K_{\mathrm{f}} \mathrm{m}$

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Depression of Freezing Point

The proportionality constant, $\mathrm{K} _{\mathrm{f}}$ , which depends on the nature of the solvent is known as Freezing Point Depression Constant or Molal Depression Constant or Cryoscopic Constant. The unit of $K_f$ is $\mathrm{K} \mathrm{kg}$ $\mathrm{mol} ^{-1}$ . Values of $K _{\mathrm{f}}$ for some common solvents are listed in Table.

If $\mathrm{w} _2$ gram of the solute having molar mass as $M_2$ , present in $\mathrm{w} _1$ gram of solvent, produces the depression in freezing point $\Delta T _{\mathrm{f}}$ of the solvent then molality of the solute is given by the equation.

$\mathrm{m}=\frac{w_2 / M_2}{w_1 / 1000}$

समानुपातिक स्थिरांक, $\mathrm{K} _{\mathrm{f}}$ , जो विलयक की प्रकृति पर निर्भर करता है, को हिमांकन बिंदु अवनति स्थिरांक या मोलल अवनति स्थिरांक या क्रायोस्कोपिक स्थिरांक कहा जाता है। $K_f$ की इकाई $\mathrm{K} \mathrm{kg}$ $\mathrm{mol} ^{-1}$ होती है। $K _{\mathrm{f}}$ के कुछ सामान्य विलयकों के लिए मान सारणी में सूचीबद्ध हैं।

यदि $\mathrm{w} _2$ ग्राम विलयन जिसका मोलर द्रव्यमान $M_2$ है, $\mathrm{w} _1$ ग्राम विलयक में मौजूद हो, तो विलयक के हिमांकन बिंदु में $\Delta T _{\mathrm{f}}$ की अवनति उत्पन्न करता है, तब विलयन की मोलालिटी निम्न समीकरण द्वारा दी जाती है।

$\mathrm{m}=\frac{w_2 / M_2}{w_1 / 1000}$

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Depression of Freezing Point

Substituting this value of molality in equation (1.34) we get:

$\Delta T_{\mathrm{f}} =\frac{K_{\mathrm{f}} \times w_2 / M_2}{w_1 / 1000}$

$\Delta T_{\mathrm{f}} =\frac{K_{\mathrm{f}} \times w_2 \times 1000}{M_2 \times w_1}$

$M_2 =\frac{K_{\mathrm{f}} \times w_2 \times 1000}{\Delta T_{\mathrm{f}} \times w_1}$

Thus for determining the molar mass of the solute we should know the quantities $\mathrm{w} _1, \mathrm{w} _2, \Delta T _{f}$ , along with the molal freezing point depression constant.

इस मोलालिटी के मान को समीकरण (1.34) में प्रतिस्थापित करते हुए हम प्राप्त करते हैं:

$\Delta T_{\mathrm{f}} =\frac{K_{\mathrm{f}} \times w_2 / M_2}{w_1 / 1000}$

$\Delta T_{\mathrm{f}} =\frac{K_{\mathrm{f}} \times w_2 \times 1000}{M_2 \times w_1}$

$M_2 =\frac{K_{\mathrm{f}} \times w_2 \times 1000}{\Delta T_{\mathrm{f}} \times w_1}$

इस प्रकार, विलयन के मोलर द्रव्यमान का निर्धारण करने के लिए हमें मात्राएं $\mathrm{w} _1, \mathrm{w} _2, \Delta T _{f}$ , सहित मोलाल हिमांकन बिंदु अवनति निरंतर का ज्ञान होना चाहिए।

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Depression of Freezing Point

The values of $K_{\mathrm{f}}$ and $K_{\mathrm{b}}$ , which depend upon the nature of the solvent, can be ascertained from the following relations.

$K_{\mathrm{f}}=\frac{R \times M_1 \times T_{\mathrm{f}}^2}{1000 \times \Delta_{\text {fus }} H}$

$K_{\mathrm{b}}=\frac{R \times M_1 \times T_{\mathrm{b}}^2}{1000 \times \Delta_{\text {vap }} H}$

$\Delta_{\text {fus }} H$ and $\Delta_{\text {vap }} H$ represent the enthalpies for the fusion and vapourisation of the solvent, respectively.

$K_{\mathrm{f}}$ और $K_{\mathrm{b}}$ के मान, जो विलयक की प्रकृति पर निर्भर करते हैं, निम्नलिखित संबंधों से ज्ञात किए जा सकते हैं।

$K_{\mathrm{f}}=\frac{R \times M_1 \times T_{\mathrm{f}}^2}{1000 \times \Delta_{\text {fus }} H}$

$K_{\mathrm{b}}=\frac{R \times M_1 \times T_{\mathrm{b}}^2}{1000 \times \Delta_{\text {vap }} H}$

$\Delta_{\text {fus }} H$ और $\Delta_{\text {vap }} H$ क्रमशः विलायक के संलयन और वाष्पीकरण के लिए एन्थैल्पी का प्रतिनिधित्व करते हैं।

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Depression of Freezing Point

Solvent	b. p./K	$\mathrm{K}_{\mathrm{b}} / \mathrm{K} \mathrm{kg} \mathrm{mol}^{-1}$	f. p./K	$\mathrm{K}_1 / \mathrm{K} \mathrm{kg} \mathrm{mol}^{-1}$
Water	373.15	0.52	273.0	1.86
Ethanol	351.5	1.20	155.7	1.99
Cyclohexane	353.74	2.79	279.55	20.00
Benzene	353.3	2.53	278.6	5.12
Chloroform	334.4	3.63	209.6	4.79
Carbon tetrachloride	350.0	5.03	250.5	31.8
Carbon disulphide	319.4	2.34	164.2	3.83
Diethyl ether	307.8	2.02	156.9	1.79
Acetic acid	391.1	2.93	290.0	3.90

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Osmosis and Osmotic Pressure

Continuous sheets or films that contain a network of submicroscopic holes or pores.
Small solvent molecules, like water, can pass through these holes but the passage of bigger molecules like solute is hindered.
These membranes can be of animal or vegetable origin and these occur naturally such as pig’s bladder or parchment or can be synthetic such as cellophane.

सतत शीट या फिल्में जिनमें सूक्ष्मदर्शी छिद्रों या छिद्रों का एक नेटवर्क होता है।
पानी जैसे छोटे विलायक अणु, इन छिद्रों से गुजर सकते हैं लेकिन विलेय जैसे बड़े अणुओं का मार्ग बाधित होता है।
ये झिल्ली पशु या वनस्पति मूल की हो सकती हैं और ये प्राकृतिक रूप से पाई जाती हैं जैसे सुअर का मूत्राशय या चर्मपत्र या सिंथेटिक जैसे सिलोफ़न हो सकती हैं।

Semi Permeamble Membrane

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Osmosis and Osmotic Pressure

Osmosis is based on the fact that the particles always from lower concentration to higher concentration.
We place a SPM between the solvent and solution
The solvent molecules will flow through the membrane from pure solvent to the solution.
The flow will continue till the equilibrium is attained.
This process of flow of the solvent is called osmosis

ऑस्मोसिस इस तथ्य पर आधारित है कि कण हमेशा कम सांद्रता से उच्च सांद्रता की ओर जाते हैं।
हम विलायक और समाधान के बीच एक एसपीएम रखते हैं
विलायक के अणु झिल्ली के माध्यम से शुद्ध विलायक से घोल की ओर प्रवाहित होंगे।
संतुलन प्राप्त होने तक प्रवाह जारी रहेगा।
विलायक के प्रवाह की इस प्रक्रिया को परासरण कहते हैं

Osmosis

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Osmosis and Osmotic Pressure

The pressure that just stops the flow of solvent is called osmotic pressure of the solution.

$\scriptsize{\pi = CRT}$

$\small{⇒ \pi = (n_2/V)RT}$

$\small{⇒ \pi \ V = \frac{w_2RT}{M_2}}$

$\small{⇒ M_2 = \frac{w_2RT}{\pi V}}$

where, $\scriptsize{ \begin{array}{ll} \pi & =\text { osmotic pressure } \\ i & =\text { van't Hoff's factor } \\ \mathrm{M} & =\text { Molar concentration of solution }(\mathrm{mol} / \mathrm{L}) \\ \mathrm{R} & =\text { Ideal gas constant }\left(0.08206 \mathrm{L} \mathrm{atm} \mathrm{mol}^{-1} \mathrm{K}^{-1}\right) \\ \mathrm{T} & =\text { Temperature in Kelvin }(\mathrm{K}) \end{array} }$

वह दबाव जो विलायक के प्रवाह को रोकता है, घोल का आसमाटिक दबाव कहलाता है।

$\scriptsize{\pi = CRT}$

$\small{⇒ \pi = (n_2/V)RT}$

$\small{⇒ \pi \ V = \frac{w_2RT}{M_2}}$

$\small{⇒ M_2 = \frac{w_2RT}{\pi V}}$

कहाँ,

$\scriptsize{ \begin{array}{ll} \pi & =\text { आसमाटिक दबाव } \\ i & =\text { हॉफ का कारक नहीं है } \\ \mathrm{M} &=\text {समाधान की दाढ़ सांद्रता}(\mathrm{mol}/\mathrm{L}) \\ \mathrm{R} & =\text {आदर्श गैस स्थिरांक }\left(0.08206 \mathrm{L} \mathrm{atm} \mathrm{mol}^{-1} \mathrm{K}^{-1}\right ) \\ \mathrm{T} &=\text {तापमान केल्विन में}(\mathrm{K}) \end{array} }$

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Osmosis and Osmotic Pressure

The direction of osmosis can be reversed if a pressure larger than the osmotic pressure is applied to the solution side.
Now the pure solvent flows out of the solution through the semi permeable membrane. This phenomenon is called reverse osmosis

यदि घोल पक्ष पर आसमाटिक दबाव से अधिक दबाव लगाया जाए तो परासरण की दिशा उलटी हो सकती है।
अब शुद्ध विलायक अर्ध पारगम्य झिल्ली के माध्यम से घोल से बाहर बहता है। इस घटना को रिवर्स ऑस्मोसिस कहा जाता है

Reverse Osmosis

Solutions

Osmosis and Osmotic Pressure

Isotonic solution - Two solutions having same osmotic pressure at a given temperature are called isotonic solutions.
Hypertonic solution - Has a higher concentration of solute than another solution, meaning water will flow into it.
Hypotonic solution - Has a lower concentration of solute than another solution, meaning water will flow out of it.

आइसोटोनिक घोल - किसी दिए गए तापमान पर समान आसमाटिक दबाव वाले दो घोलों को आइसोटोनिक घोल कहा जाता है।
हाइपरटोनिक समाधान - इसमें किसी अन्य समाधान की तुलना में विलेय की सांद्रता अधिक होती है, जिसका अर्थ है कि पानी इसमें बह जाएगा।
हाइपोटोनिक समाधान - इसमें किसी अन्य समाधान की तुलना में विलेय की सांद्रता कम होती है, जिसका अर्थ है कि इसमें से पानी बह जाएगा।

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Osmosis and Osmotic Pressure

Water movement from soil into plant roots and subsequently into upper portion of the plant is partly due to osmosis.
Raw mangoes shrivel when pickled in brine (salt water); wilted flowers revive when placed in fresh water.
Blood cells collapse when suspended in saline water when placed in a solution having concentration of NaCl greater than 0.9%.
Edema a skin situation arising due to flow of water into the cell.

मिट्टी से पौधों की जड़ों में और उसके बाद पौधे के ऊपरी हिस्से में पानी की आवाजाही आंशिक रूप से परासरण के कारण होती है।
नमकीन पानी (नमकीन पानी) में अचार डालने पर कच्चे आम सिकुड़ जाते हैं; मुरझाए फूल ताजे पानी में डालने पर पुनर्जीवित हो जाते हैं।
0.9% से अधिक NaCl सांद्रता वाले घोल में रखे जाने पर रक्त कोशिकाएं खारे पानी में निलंबित होने पर ढह जाती हैं।
एडेमा कोशिका में पानी के प्रवाह के कारण उत्पन्न होने वाली त्वचा की स्थिति है।