- Koligativna svojstva
- Smanjenje tlaka pare
- Porast temperature ključanja
- Spuštanje temperature smrzavanja
- Osmotski tlak
- Reference
Koligativna svojstvo je svaki svojstvo tvari koje ovisi o, ili se razlikuje u skladu sa, broj čestica prisutna u njoj (u obliku molekule ili atoma), bez ovisno o naravi tih čestica.
Drugim riječima, to se može objasniti i svojstvima otopina koja ovise o odnosu između broja čestica topljenih tvari i broja čestica otapala. Ovaj je koncept 1891. godine uveo njemački kemičar Wilhelm Ostwald koji je svojstva otopljene tvari razvrstao u tri kategorije.
Ove su kategorije tvrdile da kolizijska svojstva ovise isključivo o koncentraciji i temperaturi otopljenog otapala, a ne o prirodi njegovih čestica.
Nadalje, aditivna svojstva poput mase ovisila su o sastavu rastvora, a ustavna svojstva ovisila su više o molekularnoj strukturi rastvora.
Koligativna svojstva
Koligativna svojstva proučavaju se uglavnom za razrijeđene otopine (zbog gotovo idealnog ponašanja) i sljedeća su:
Smanjenje tlaka pare
Može se reći da je tlak pare tekućine ravnotežni tlak molekula para s kojima je ta tekućina u kontaktu.
Isto tako, odnos tih pritisaka objašnjava Raoultov zakon koji izražava da je parcijalni tlak komponente jednak proizvodu molnog udjela komponente na tlak pare komponente u njegovom čistom stanju:
P = X. Pº A
U ovom izrazu:
P A = Djelomični tlak pare komponente A u smjesi.
X A = Molarni udio komponente A.
Pº A = parni tlak čiste komponente A.
U slučaju smanjenja tlaka pare otapala, to se događa kada mu se doda neisparljivi topljivi toplinar da bi nastao otopina. Kao što je poznato i po definiciji, nehlapljiva tvar nema tendenciju isparavanja.
Iz tog razloga, što se više ovog topljenog tvari dodaje hlapivom otapalu, niži će biti tlak pare i manje otapala može pobjeći u plinovito stanje.
Dakle, kako otapalo prirodno ili prisilno isparava, količina otapala će ostati bez isparavanja, zajedno s nehlapljivim topljenjem.
Ovaj se fenomen može bolje objasniti konceptom entropije: kada molekuli prijeđu iz tekuće u plinsku fazu, entropija sustava se povećava.
To znači da će entropija ove plinske faze uvijek biti veća nego u tekućem stanju, jer molekule plina zauzimaju veći volumen.
Zatim, ako se entropija tekućeg stanja povećava razrjeđivanjem, iako je povezana s topljenjem, razlika između dva sustava smanjuje se. Iz tog razloga, smanjenje entropije smanjuje i tlak pare.
Porast temperature ključanja
Točka vrenja je ona temperatura pri kojoj postoji ravnoteža između tekuće i plinske faze. U ovom trenutku, broj molekula plina koji okreću tekućinu (kondenzira se) jednak je broju molekula tekućine koje isparavaju u plin.
Dodavanje rastvora uzrokuje razrjeđivanje koncentracija tekućih molekula, što uzrokuje smanjenje brzine isparavanja. Ovo stvara promjenu točke ključanja kako bi se kompenzirala promjena koncentracije otapala.
Drugim jednostavnijim riječima, temperatura vrenja otopine viša je od temperature otapala u čistom stanju. To se izražava matematičkim izrazom prikazanim u nastavku:
ΔT b = i. K b. m
U ovom izrazu:
ΔT b = T b (otopina) - T b (otapalo) = Varijacija temperature vrenja.
i = nisam Hoffov faktor.
K b = konstanta vrenja otapala (0,512 ºC / molal za vodu).
m = Molalitet (mol / kg).
Spuštanje temperature smrzavanja
Temperatura smrzavanja čistog otapala smanjuje se ako se doda količina rastvora, jer na njega utječe isti fenomen kao i tlak pare.
To se događa jer, kako se tlak pare otapala smanjuje razrjeđivanjem rastvora, bit će potrebna niža temperatura kako bi se smrznulo.
Priroda procesa zamrzavanja također se može uzeti u obzir za objašnjenje ovog fenomena: da bi se tekućina smrznula, ona mora doseći uređeno stanje u kojem završava tvoreći kristale.
Ako unutar tekućine ima nečistoća u obliku otopljenih tvari, tekućina će biti manje naručena. Iz tog razloga, otopina će imati veće poteškoće u zamrzavanju nego otapalo bez nečistoća.
Ovo smanjenje izraženo je kao:
ΔT f = -i. K ž. m
U gornjem izrazu:
ΔT f = T f (otopina) - T f (otapalo) = Varijacija temperature smrzavanja.
i = nisam Hoffov faktor.
K f = Zamrzavanje konstanta otapala (1,86 ºC kg / mol za vodu).
m = Molalitet (mol / kg).
Osmotski tlak
Proces poznat kao osmoza je tendencija da otapalo prođe kroz polupropusnu membranu iz jedne otopine u drugu (ili iz čistog otapala u otopinu).
Ova membrana predstavlja barijeru kroz koju neke tvari mogu proći, a druge ne mogu, kao u slučaju polupropusnih membrana u staničnim zidovima životinjskih i biljnih stanica.
Osmotski tlak se tada definira kao minimalni tlak koji se mora primijeniti na otopinu da se zaustavi prolazak njegovog čistog otapala kroz polupropusnu membranu.
Poznato je i kao mjera sklonosti otopine da primi čisto otapalo zbog djelovanja osmoze. Ovo svojstvo je Colligativ jer ovisi o koncentraciji otopljene tvari u otopini, koja se izražava matematičkim izrazom:
Π. V = n. R. T, ili također π = M. R. T
U tim izrazima:
n = Broj molova čestica u otopini.
R = univerzalna konstanta plina (8.314472 J. K -1. Mol -1).
T = temperatura u Kelvinu.
M = Molarnost.
Reference
- Wikipedia. (SF). Koligativna svojstva. Preuzeto sa en.wikipedia.org
- PRIJE KRISTA. (SF). Koligativna svojstva. Oporavak od opentextbc.ca
- Bosma, WB (drugi). Koligativna svojstva. Preuzeto s chemistryexplained.com
- Sparknotes. (SF). Koligativna svojstva. Oporavilo od iskrenotes.com
- Sveučilište, FS (sf). Koligativna svojstva. Preuzeto s chem.fsu.edu