- Koligativne lastnosti
- Znižajte parni tlak
- Povišanje temperature vrelišča
- Znižanje temperature zamrzovanja
- Osmotski tlak
- Reference
Koligativnih lastnost je vsaka lastnost snovi, ki je odvisen od ali spreminja glede na število delcev, prisotnih v njem (v obliki molekul ali atomov), ne glede na naravo teh delcev.
Z drugimi besedami, te lahko razložimo tudi kot lastnosti raztopin, ki so odvisne od razmerja med številom topljenih delcev in številom delcev topila. Ta koncept je leta 1891 uvedel nemški kemik Wilhelm Ostwald, ki je lastnosti solute razvrstil v tri kategorije.
Te kategorije so trdile, da so kolizijske lastnosti odvisne le od koncentracije in temperature topljene snovi, ne pa od narave njegovih delcev.
Poleg tega so bile aditivne lastnosti, kot je masa, odvisne od sestave topljenca, ustavne lastnosti pa so bile bolj odvisne od molekulske strukture topljene snovi.
Koligativne lastnosti
Koligativne lastnosti se preučujejo predvsem za razredčene raztopine (zaradi skoraj idealnega vedenja) in so naslednje:
Znižajte parni tlak
Lahko rečemo, da je parni tlak tekočine ravnotežni tlak molekul hlapov, s katerimi je ta tekočina v stiku.
Prav tako je razmerje teh tlakov razloženo z Raoultovim zakonom, ki izraža, da je parcialni tlak komponente enak produktu molskega deleža komponente s parnim tlakom komponente v čistem stanju:
P = X . Pº A
V tem izrazu:
P A = delni parni tlak komponente A v mešanici.
X A = molarni delež sestavine A.
Pº A = parni tlak čiste komponente A.
V primeru znižanja parnega tlaka topila se to zgodi, ko vanj dodamo nehlapno topilo, da nastane raztopina. Kot je znano in po definiciji, nehlapna snov nima nagnjenosti k izhlapevanju.
Zaradi tega več ko to topljeno dodamo hlapnemu topilu, nižji bo parni tlak in manj topila lahko uhaja v plinasto stanje.
Ko torej topilo izpari naravno ali prisilno, bo količina topila ostala brez izhlapevanja skupaj z nehlapnim topilcem.
Ta pojav je mogoče bolje razložiti s konceptom entropije: ko molekule preidejo iz tekoče v plinsko fazo, se entropija sistema poveča.
To pomeni, da bo entropija te plinske faze vedno večja kot v tekočem stanju, ker molekule plina zasedajo večji volumen.
Če se entropija tekočega stanja z redčenjem poveča, čeprav je povezana s topilom, se razlika med obema sistemoma zmanjša. Zaradi tega se z znižanjem entropije zniža tudi parni tlak.
Povišanje temperature vrelišča
Točka vrelišča je tista temperatura, pri kateri obstaja ravnotežje med tekočo in plinsko fazo. V tem trenutku je število molekul plina, ki obračajo tekočino (kondenzirajo), enako številu molekul tekočine, ki izhlapijo v plin.
Dodajanje topila povzroči redčenje koncentracij tekočih molekul, zaradi česar se hitrost izparevanja zmanjša. S tem nastane sprememba vrelišča, da se kompenzira sprememba koncentracije topila.
Z drugimi preprostejšimi besedami, temperatura vrelišča raztopine je višja od temperature topila v njegovem čistem stanju. To je izraženo z matematičnim izrazom, prikazanim spodaj:
ΔT b = i. K b . m
V tem izrazu:
ΔT b = T b (raztopina) - T b (topilo) = Sprememba temperature vrelišča.
i = ne Hoffov faktor.
K b = stalnica vrelišča topila (0,512 ºC / molal za vodo).
m = Molalnost (mol / kg).
Znižanje temperature zamrzovanja
Temperatura zamrzovanja čistega topila se bo zmanjšala, ko mu dodamo količino topljenca, saj nanj vpliva isti pojav, kot se zniža parni tlak.
To se zgodi zato, ker, ko se parni tlak topila zmanjša z redčenjem topljene snovi, bo za zmrzovanje potrebna nižja temperatura.
Za razlago tega pojava se lahko upošteva tudi narava postopka zamrzovanja: da tekočina zamrzne, mora doseči urejeno stanje, v katerem konča, in tvori kristale.
Če so znotraj tekočine nečistoče v obliki topil, bo tekočina manj naročena. Zaradi tega bo imela raztopina večje težave z zamrzovanjem kot topilo brez nečistoč.
To znižanje je izraženo kot:
ΔT f = -i. K ž . m
V zgornjem izrazu:
ΔT f = T f (raztopina) - T f (topilo) = Sprememba temperature zamrzovanja.
i = ne Hoffov faktor.
K f = konstanta zamrzovanja topila (1,86 ºC kg / mol za vodo).
m = Molalnost (mol / kg).
Osmotski tlak
Proces, znan kot osmoza, je težnja, da topilo skozi polprepustno membrano prehaja iz ene raztopine v drugo (ali iz čistega topila v raztopino).
Ta membrana predstavlja oviro, skozi katero lahko nekatere snovi prehajajo, druge pa ne morejo, tako kot pri polpropustnih membranah v celičnih stenah živalskih in rastlinskih celic.
Osmotski tlak je nato opredeljen kot najmanjši tlak, ki ga je treba uporabiti za raztopino, da ustavi prehod njegovega čistega topila skozi polprepustno membrano.
Znano je tudi kot merilo nagnjenosti raztopine za sprejem čistega topila zaradi učinka osmoze. Ta lastnost je koligativna, saj je odvisna od koncentracije topljenca v raztopini, ki je izražena kot matematični izraz:
Π. V = n. R. T ali tudi π = M. R. T
V teh izrazih:
n = število molov delcev v raztopini.
R = univerzalna plinska konstanta (8.314472 J. K -1 . Mol -1 ).
T = temperatura v Kelvinu.
M = Molarnost.
Reference
- Wikipedija. (sf). Koligativne lastnosti. Pridobljeno z en.wikipedia.org
- Pr. (sf). Koligativne lastnosti. Pridobljeno iz opentextbc.ca
- Bosma, WB (drugo). Koligativne lastnosti. Pridobljeno s spletnega mesta chemistryexplained.com
- Sparknotes. (sf). Koligativne lastnosti. Pridobljeno z iskrenotes.com
- Univerza, FS (sf). Koligativne lastnosti. Pridobljeno s chem.fsu.edu