Donma noktası düşmesi (kriyoskopi), çözeltilerin koligatif özelliklerinden biridir. Koligatif özellikler, çözünen maddenin türüne değil, yalnızca çözeltideki çözünen taneciklerinin (molekül, iyon veya atom) sayısına bağlı olan özelliklerdir. Bu özellikler şunlardır: buhar basıncı düşmesi, kaynama noktası yükselmesi, donma noktası düşmesi ve ozmotik basınç.

Saf bir çözücü ile karşılaştırıldığında, bir çözeltinin donma noktası her zaman daha düşüktür. Bu olayın nedeni, çözünen madde taneciklerinin, çözücü moleküllerinin katı fazda düzenli bir yapı oluşturmasını (kristalleşmesini) engellemesidir. Çözünen tanecikleri, çözücü molekülleri arasına girerek onların bir araya gelmesini zorlaştırır ve bu nedenle çözeltinin donması için daha düşük bir sıcaklık gerekir.

Donma noktası düşmesi (ΔTd), çözeltinin molalitesi (m) ile doğru orantılıdır ve bu ilişki aşağıdaki denklemle ifade edilir:

ΔTd = Kd × m

Burada:

ΔTd: Donma noktası düşmesi (°C). Saf çözücünün donma noktası (T°d) ile çözeltinin donma noktası (Td) arasındaki farktır (ΔTd = T°d - Td).

Kd: Molal donma noktası düşme sabiti (°C/m). Çözücünün türüne bağlı olan ve her çözücü için karakteristik bir değerdir (örneğin, su için Kd = 1.86 °C/m).

m: Çözeltinin molalitesi (kg çözücü başına düşen çözünen mol sayısı). m = nçözünen / mçözücü (kg) şeklinde hesaplanır.

Çözünen maddenin mol kütlesi (M) bu denklemden yararlanarak hesaplanabilir. Çünkü molalite (m), çözünen maddenin mol sayısının (n) çözücü kütlesine (kg) oranıdır ve mol sayısı da çözünen maddenin kütlesinin (mçözünen) mol kütlesine (M) oranına eşittir (n = mçözünen / M). Bu ilişkiler birleştirildiğinde:

ΔTd = Kd × (mçözünen / (M × mçözücü(kg)))

Bu denklem, M (mol kütlesi) için çözüldüğünde:

M = (Kd × mçözünen) / (ΔTd × mçözücü(kg))

eşitliği elde edilir.

Eğer çözünen madde çözeltide iyonlaşıyorsa (örneğin tuzlar), denkleme Van't Hoff faktörü (i) eklenir:

ΔTd = Kd × m × i

Burada i, çözünen maddenin çözeltide kaç iyona ayrıştığını gösteren düzeltme faktörüdür (örneğin, NaCl için i ≈ 2; CaCl₂ için i ≈ 3).

Bu deneyde, naftalin çözücü olarak kullanılır ve mol kütlesi bilinmeyen bir örneğin (örneğin benzoik asit) naftalin içindeki çözeltisinin donma noktası düşmesi ölçülür. Naftalinin Kd değeri 6.9 °C/m'dir. Deney sırasında:

Saf naftalinin soğuma eğrisi (zaman-sıcaklık grafiği) çizilerek donma noktası belirlenir.

Bilinmeyen örnek, naftalin içinde çözülür ve çözeltinin soğuma eğrisi çizilerek donma noktası belirlenir.

İki donma noktası arasındaki farktan ΔTd hesaplanır.

Yukarıdaki formül kullanılarak bilinmeyen örneğin mol kütlesi hesaplanır.