- Koligative egenskaper
- Fall i damptrykk
- Kokende temperaturøkning
- Senke frysetemperaturen
- Osmotisk trykk
- referanser
Den colligative egenskapen er enhver egenskap til et stoff som avhenger av eller varierer i henhold til antall partikler som er til stede i det (i form av molekyler eller atomer), uten å avhenge av arten av disse partiklene.
Disse kan med andre ord også forklares som egenskaper til løsninger som avhenger av forholdet mellom antall løste partikler og antall løsningsmiddelpartikler. Dette konseptet ble introdusert i 1891 av den tyske kjemikeren Wilhelm Ostwald, som klassifiserte egenskapene til løst stoff i tre kategorier.
Disse kategoriene hevdet at de colligative egenskapene bare var avhengig av konsentrasjonen og temperaturen til det oppløste og ikke av arten av partiklene.
Videre var additive egenskaper, slik som masse, avhengig av sammensetningen av det løste stoffet, og konstitusjonelle egenskaper var mer avhengig av molekylstrukturen til det løste stoffet.
Koligative egenskaper
Kolligative egenskaper studeres hovedsakelig for fortynnede løsninger (på grunn av deres nærmest ideelle oppførsel), og er som følger:
Fall i damptrykk
Det kan sies at damptrykket til en væske er likevektstrykket til dampmolekylene som væsken er i kontakt med.
På samme måte forklares forholdet mellom disse trykkene ved Raoults lov, som uttrykker at delstrykket til en komponent er lik produktet av komponentens molfraksjon med komponentens damptrykk i sin rene tilstand:
P A = X A . Pº A
I dette uttrykket:
P A = Partielt damptrykk av komponent A i blandingen.
X A = molfraksjon av komponent A.
Pº A = Damptrykk av ren komponent A.
I tilfelle av reduksjon i damptrykk av et løsningsmiddel, skjer dette når en ikke-flyktig oppløsningsmiddel tilsettes for å danne en løsning. Som kjent og per definisjon har et ikke-flyktig stoff ingen tendens til å fordampe.
Av denne grunn, jo mer av dette oppløste stoffet tilsettes det flyktige løsningsmidlet, desto lavere vil damptrykket være, og det mindre løsningsmiddel kan slippe ut for å bli en gassformig tilstand.
Så når løsningsmidlet fordamper naturlig eller med kraft, vil en mengde løsningsmiddel bli igjen uten fordamping sammen med det ikke-flyktige oppløste stoffet.
Dette fenomenet kan forklares bedre med begrepet entropi: når molekylene går over fra væskefasen til gassfasen, øker systemets entropi.
Dette betyr at entropien til denne gassfasen alltid vil være større enn den i flytende tilstand, fordi gassmolekylene opptar et større volum.
Hvis entropien til den flytende tilstanden øker ved fortynning, selv om den er knyttet til et oppløst stoff, reduseres forskjellen mellom de to systemene. Av denne grunn reduserer også reduksjonen i entropi damptrykket.
Kokende temperaturøkning
Kokepunktet er den temperaturen der det er likevekt mellom væske- og gassfasene. På dette tidspunktet tilsvarer antallet gassmolekyler som svinger væske (kondensering) tilsvarer antallet flytende molekyler som fordamper til gass.
Tilsetning av et løst stoff fører til at konsentrasjonen av flytende molekyler fortynnes, noe som får fordampningshastigheten til å avta. Dette genererer en endring i kokepunktet for å kompensere for endringen i løsningsmiddelkonsentrasjonen.
Med andre enklere ord er koketemperaturen for en løsning høyere enn den for løsningsmidlet i dens rene tilstand. Dette kommer til uttrykk ved et matematisk uttrykk vist nedenfor:
ΔT b = i. K b . m
I dette uttrykket:
AT b = T b (oppløsning) - T b (oppløsningsmiddel) = Variasjon av koketemperaturen.
i = van't Hoff-faktor.
K b = Kokekonstant for løsningsmidlet (0,512 ºC / molal for vann).
m = Molalitet (mol / kg).
Senke frysetemperaturen
Frysestemperaturen til et rent løsningsmiddel vil synke når det tilsettes en mengde løst stoff, siden det påvirkes av det samme fenomenet som damptrykket synker.
Dette skjer fordi, når damptrykket til løsningsmidlet reduseres ved å fortynne et oppløst stoff, vil en lavere temperatur være nødvendig for å få det til å fryse.
Fryseprosessens art kan også tas i betraktning for å forklare dette fenomenet: for at en væske skal fryse, må den nå en ordnet tilstand der den ender med å danne krystaller.
Hvis det er urenheter i væsken i form av løsemidler, vil væsken bli mindre bestilt. Av denne grunn vil løsningen ha vanskeligere å fryse enn et løsningsmiddel uten urenheter.
Denne reduksjonen er uttrykt som:
ΔT f = -i. K f . m
I uttrykket ovenfor:
ΔT f = T f (løsning) - T f (løsemiddel) = Variasjon av frysetemperaturen.
i = van't Hoff-faktor.
K f = Frysekonstant for løsningsmidlet (1,86 ºC kg / mol for vann).
m = Molalitet (mol / kg).
Osmotisk trykk
Prosessen kjent som osmose er tendensen til et løsningsmiddel til å passere gjennom en semipermeabel membran fra en løsning til en annen (eller fra et rent løsningsmiddel til en løsning).
Denne membranen representerer en barriere som noen stoffer kan passere gjennom, og andre kan ikke, som for semipermeable membraner i celleveggene til dyre- og planteceller.
Osmotisk trykk blir deretter definert som minimumstrykket som må påføres en løsning for å stoppe passering av dets rene løsningsmiddel gjennom en semipermeabel membran.
Det er også kjent som mål på tendensen til en løsning å motta det rene løsningsmidlet på grunn av effekten av osmose. Denne egenskapen er koligativ siden den avhenger av konsentrasjonen av løst stoff i løsningen, som uttrykkes som et matematisk uttrykk:
Π. V = n. R. T, eller også π = M. R. T
I disse uttrykkene:
n = Antall mol partikler i løsningen.
R = Universal gasskonstant (8.314472 J.K -1 . Mol -1 ).
T = Temperatur i Kelvin.
M = Molaritet.
referanser
- Wikipedia. (SF). Koligative egenskaper. Hentet fra en.wikipedia.org
- BC. (SF). Koligative egenskaper. Gjenopprettet fra opentextbc.ca
- Bosma, WB (nd). Koligative egenskaper. Hentet fra chemistryexplained.com
- Sparknotes. (SF). Koligative egenskaper. Gjenopprettet fra sparknotes.com
- University, FS (sf). Koligative egenskaper. Hentet fra chem.fsu.edu