- Колигативни свойства
- Намаляване на налягането на парите
- Повишаване на температурата на кипене
- Понижаване на температурата на замръзване
- Осмотичното налягане
- Препратки
В colligative имота е всяко свойство на вещество, което зависи от, или варира в зависимост от броя на частици представи в него (под формата на молекули или атоми), без зависимост от естеството на тези частици.
С други думи, те могат да се обяснят и като свойства на разтвори, които зависят от връзката между броя на разтворените частици и броя на частиците разтворител. Тази концепция е въведена през 1891 г. от немския химик Вилхелм Оствалд, който класифицира свойствата на разтвореното вещество в три категории.
Тези категории твърдяха, че свойствата на сблъскване зависят единствено от концентрацията и температурата на разтвореното вещество, а не от естеството на неговите частици.
Освен това, добавъчните свойства като маса зависят от състава на разтвореното вещество, а конституционните свойства зависят повече от молекулната структура на разтвореното вещество.
Колигативни свойства
Сравнителните свойства се изучават главно за разредени разтвори (поради почти идеалното им поведение) и са както следва:
Намаляване на налягането на парите
Може да се каже, че налягането на парата на течност е равновесното налягане на молекулите на парата, с които тази течност е в контакт.
По същия начин връзката на тези налягания се обяснява със закона на Раул, който изразява, че парциалното налягане на компонент е равно на произведението на молната част на компонента от налягането на парата на компонента в чисто състояние:
Р А = X A. Pº A
В този израз:
P A = частично налягане на парата на компонент A в сместа.
X A = Моларна част на компонент A.
Pº A = Парно налягане на чист компонент А.
В случай на понижаване на налягането на парата на разтворителя, това се случва, когато към него се добави енергонезависим разтворител, за да се образува разтвор. Както е известно и по дефиниция, нелетливото вещество няма тенденция да се изпарява.
Поради тази причина, колкото повече от този разтворител се добавя към летливия разтворител, толкова по-ниско ще бъде налягането на парата и по-малкото разтворител може да излезе, за да се превърне в газообразно състояние.
Така, тъй като разтворителят се изпарява естествено или насилствено, количество разтворител ще остане без изпарение заедно с нелетливия разтворител.
Това явление може да се обясни по-добре с концепцията за ентропия: когато молекулите преминават от течната фаза към газовата фаза, ентропията на системата се увеличава.
Това означава, че ентропията на тази газова фаза винаги ще бъде по-голяма от тази на течното състояние, тъй като газовите молекули заемат по-голям обем.
Тогава, ако ентропията на течното състояние се увеличава с разреждане, въпреки че е свързана с разтворено вещество, разликата между двете системи намалява. Поради тази причина намаляването на ентропията също намалява налягането на парата.
Повишаване на температурата на кипене
Точката на кипене е тази температура, при която има равновесие между течната и газовата фаза. В този момент броят на газовите молекули, които превръщат течността (кондензира се), е равен на броя на течните молекули, които се изпаряват до газ.
Добавянето на разтворител води до разреждане на концентрацията на течни молекули, което води до намаляване на скоростта на изпаряване. Това поражда промяна в точката на кипене, за да се компенсира промяната в концентрацията на разтворителя.
С други по-прости думи, температурата на кипене на разтвора е по-висока от тази на разтворителя в чисто състояние. Това се изразява с математически израз, показан по-долу:
ΔT b = i. К б. m
В този израз:
ΔT b = T b (разтвор) - T b (разтворител) = Промяна на температурата на кипене.
i = не е коефициент на Хоф
K b = константа на кипене на разтворителя (0,512 ºC / молал за вода).
m = Molality (mol / kg).
Понижаване на температурата на замръзване
Температурата на замръзване на чист разтворител ще намалее, когато се добави количество разтворим, тъй като се влияе от същото явление, при което налягането на парата намалява.
Това се случва, тъй като, тъй като налягането на парата на разтворителя се понижава чрез разреждане на разтворителя, ще е необходима по-ниска температура, за да се замръзне.
Характерът на процеса на замразяване също може да бъде взет предвид, за да се обясни това явление: за да замръзне течност, тя трябва да достигне подредено състояние, в което се оформя кристали.
Ако вътре в течността има примеси под формата на разтворители, течността ще бъде подредена по-малко. Поради тази причина разтворът ще има по-големи трудности при замразяването от разтворителя без примеси.
Това намаление се изразява като:
ΔT f = -i. К е. m
В горния израз:
ΔT f = T f (разтвор) - T f (разтворител) = Изменение на температурата на замръзване.
i = не е коефициент на Хоф
K f = константа на замръзване на разтворителя (1,86 ºC kg / mol за вода).
m = Molality (mol / kg).
Осмотичното налягане
Процесът, известен като осмоза, е склонността на разтворителя да преминава през полупропусклива мембрана от един разтвор в друг (или от чист разтворител в разтвор).
Тази мембрана представлява бариера, през която някои вещества могат да преминат, а други не могат, както в случая на полупропускливи мембрани в клетъчните стени на животински и растителни клетки.
След това осмотичното налягане се определя като минималното налягане, което трябва да се приложи върху разтвор, за да спре преминаването на чистия му разтворител през полупропусклива мембрана.
Известен е още като мярка за тенденцията на разтвора да получава чистия разтворител поради ефекта на осмозата. Това свойство е коллигативно, тъй като зависи от концентрацията на разтвореното вещество в разтвора, което се изразява като математически израз:
Π. V = n. Р. Т или също π = М. Р. T
В тези изрази:
n = Брой молове на частици в разтвора.
R = универсална газова константа (8.314472 J. K -1. Mol -1).
T = температура в Келвин.
M = Molarity.
Препратки
- Wikipedia. (SF). Колигативни свойства. Извлечено от en.wikipedia.org
- Преди новата ера. (SF). Колигативни свойства. Възстановено от opentextbc.ca
- Bosma, WB (второ). Колигативни свойства. Извлечено от chemistryexplained.com
- Sparknotes. (SF). Колигативни свойства. Възстановени от sparknotes.com
- Университет, FS (sf). Колигативни свойства. Извлечено от chem.fsu.edu