- Koligative egenskaber
- Fald i damptrykket
- Kogende temperaturstigning
- Sænkning af frysetemperaturen
- Osmotisk tryk
- Referencer
Den colligative egenskab er enhver egenskab ved et stof, der afhænger af eller varierer afhængigt af antallet af partikler der er til stede i det (i form af molekyler eller atomer), uden at det afhænger af arten af disse partikler.
Med andre ord kan disse også forklares som egenskaber ved opløsninger, der afhænger af forholdet mellem antallet af opløste partikler og antallet af opløsningsmiddelpartikler. Dette koncept blev introduceret i 1891 af den tyske kemiker Wilhelm Ostwald, der klassificerede egenskaber ved opløst stof i tre kategorier.
Disse kategorier hævdede, at de colligative egenskaber udelukkende var afhængige af koncentrationen og temperaturen af det opløste stof og ikke af arten af dets partikler.
Derudover afhængig additive egenskaber, såsom masse, af sammensætningen af det opløste stof, og konstitutionelle egenskaber afhang mere af den opløste molekylstruktur.
Koligative egenskaber
De koligative egenskaber undersøges hovedsageligt for fortyndede opløsninger (på grund af deres næsten ideelle opførsel) og er som følger:
Fald i damptrykket
Det kan siges, at en væskes damptryk er ligevægtstrykket af de dampmolekyler, som væsken er i kontakt med.
Ligeledes forklares forholdet mellem disse tryk ved Raoults lov, der udtrykker, at komponentens partielle tryk er lig med produktet af molfraktionen af komponenten med komponentens damptryk i dets rene tilstand:
P A = X A. Pº A
I dette udtryk:
P A = Delvis damptryk af komponent A i blandingen.
X A = molfraktion af komponent A.
Pº A = Damptryk af ren komponent A.
I tilfælde af fald i dampopløsningen for et opløsningsmiddel forekommer dette, når der tilsættes et ikke-flygtigt opløsningsmiddel til dannelse af en opløsning. Som det er kendt og pr. Definition, har et ikke-flygtigt stof ingen tendens til at fordampe.
Af denne grund sættes mere af dette opløst stof til det flygtige opløsningsmiddel, jo lavere vil damptrykket være, og det mindre opløsningsmiddel kan undslippe for at blive en gasformig tilstand.
Når opløsningsmidlet fordampes naturligt eller med kraft, vil der være en mængde opløsningsmiddel uden fordampning sammen med det ikke-flygtige opløst stof.
Dette fænomen kan forklares bedre med begrebet entropi: når molekylerne overgår fra væskefasen til gasfasen, øges systemets entropi.
Dette betyder, at entropien af denne gasfase altid vil være større end den i flydende tilstand, fordi gasmolekylerne optager et større volumen.
Derefter, hvis entropien af den flydende tilstand øges ved fortynding, selvom den er knyttet til et opløst stof, mindskes forskellen mellem de to systemer. Af denne grund reducerer faldet i entropi også damptrykket.
Kogende temperaturstigning
Kogepunktet er den temperatur, hvor der er balance mellem væske- og gasfaserne. På dette tidspunkt er antallet af gasmolekyler, der drejer væske (kondensering), lig med antallet af flydende molekyler, der fordamper til gas.
Tilsætningen af et opløsningsmiddel får koncentrationen af flydende molekyler til at fortynde, hvilket får fordampningshastigheden til at falde. Dette genererer en ændring i kogepunktet for at kompensere for ændringen i opløsningsmiddelkoncentration.
Med andre enklere ord er kogetemperaturen for en opløsning højere end opløsningsmidlets i dens rene tilstand. Dette udtrykkes ved et matematisk udtryk vist nedenfor:
ΔT b = i. K b. m
I dette udtryk:
AT B = T b (opløsning) - T b (opløsningsmiddel) = Variation af kogepunkt.
i = van't Hoff-faktor.
K b = Boiling konstant af opløsningsmidlet (0,512 ºC / molal for vand).
m = Molalitet (mol / kg).
Sænkning af frysetemperaturen
Frysestemperaturen for et rent opløsningsmiddel falder, når der tilsættes en mængde opløst stof, da det påvirkes af det samme fænomen, som damptrykket falder.
Dette sker, da opløsningsmidlets damptryk reduceres ved fortynding af et opløst stof, vil en lavere temperatur kræves for at få det til at fryse.
Fryseprocessens art kan også tages i betragtning for at forklare dette fænomen: for en væske, der skal fryses, skal den nå en ordnet tilstand, hvor den ender med at danne krystaller.
Hvis der er urenheder i væsken i form af opløst stoffer, bestilles væsken mindre. Af denne grund vil opløsningen have mere vanskeligheder med at fryse end et opløsningsmiddel uden urenheder.
Denne reduktion udtrykkes som:
ΔT f = -i. K f. m
I ovenstående udtryk:
ΔT f = T f (opløsning) - T f (opløsningsmiddel) = Variation af frysetemperaturen.
i = van't Hoff-faktor.
K f = Frysningskonstanten af opløsningsmidlet (1,86 ºC kg / mol for vand).
m = Molalitet (mol / kg).
Osmotisk tryk
Processen kendt som osmose er tendensen for et opløsningsmiddel til at passere gennem en semipermeabel membran fra en opløsning til en anden (eller fra et rent opløsningsmiddel til en opløsning).
Denne membran repræsenterer en barriere, gennem hvilken nogle stoffer kan passere, og andre kan ikke, som i tilfælde af semipermeable membraner i cellevæggene i dyre- og planteceller.
Osmotisk tryk defineres derefter som det minimale tryk, der skal påføres en opløsning for at stoppe passagen af dets rene opløsningsmiddel gennem en semipermeabel membran.
Det er også kendt som målet for en opløsnings tendens til at modtage det rene opløsningsmiddel på grund af virkningen af osmose. Denne egenskab er colligativ, da den afhænger af koncentrationen af opløst stof i opløsningen, der udtrykkes som et matematisk udtryk:
Π. V = n. R. T, eller også π = M. R. T
I disse udtryk:
n = Antal mol partikler i opløsningen.
R = Universal gaskonstant (8.314472 J.K -1. Mol -1).
T = temperatur i Kelvin.
M = Molaritet.
Referencer
- Wikipedia. (Sf). Koligative egenskaber. Hentet fra en.wikipedia.org
- BC. (Sf). Koligative egenskaber. Gendannes fra opentextbc.ca
- Bosma, WB (nd). Koligative egenskaber. Hentet fra chemistryexplained.com
- SparkNotes. (Sf). Koligative egenskaber. Gendannes fra sparknotes.com
- University, FS (sf). Koligative egenskaber. Hentet fra chem.fsu.edu