Risinājumu koligatīvās īpašības

Dorlinga Kinderslija / Getty Images

Koligatīvo īpašību definīcija

Koligatīvās īpašības ir īpašības risinājumus kas ir atkarīgi no daļiņu skaita a apjoms no šķīdinātājs (koncentrāciju), nevis uz masa vai identitāti šķīdinātājs daļiņas. Koligatīvās īpašības ietekmē arī temperatūra. Īpašību aprēķins lieliski darbojas tikai ideāliem risinājumiem. Praksē tas nozīmē, ka koligatīvo īpašību vienādojumi jāpiemēro tikai atšķaidītiem reāliem šķīdumiem, ja negaistoša izšķīdināta viela ir izšķīdināta gaistošā šķidrā šķīdinātājā. Jebkurai konkrētai izšķīdušās vielas un šķīdinātāja masas attiecībai jebkura koligatīvā īpašība ir apgriezti proporcionāla izšķīdušās vielas molārajai masai. Vārds 'koligatīvs' cēlies no latīņu vārda sasiets , kas nozīmē “sasaistīts”, kas attiecas uz to, kā šķīdinātāja īpašības ir saistītas ar izšķīdušās vielas koncentrāciju šķīdumā.

Kā darbojas koleģiatīvie īpašumi

Kad šķīdinātājam pievieno šķīdinātāju, lai iegūtu šķīdumu, izšķīdušās daļiņas izspiež daļu šķīdinātāja šķidrajā fāzē. Tas samazina šķīdinātāja koncentrāciju tilpuma vienībā. Atšķaidītā šķīdumā nav svarīgi, kādas ir daļiņas, cik daudz to ir. Tā, piemēram, izšķīdinot CaCl_divipilnībā iegūtu trīs daļiņas (vienu kalcija jonu un divus hlorīda jonus), savukārt, izšķīdinot NaCl, tiktu iegūtas tikai divas daļiņas (nātrija jonu un hlorīda jonu). Kalcija hlorīdam būtu lielāka ietekme uz koligatīvām īpašībām nekā galda sālim. Tāpēc kalcija hlorīds ir efektīvāks atkausēšanas līdzeklis zemākā temperatūrā nekā parastais sāls.

Kādas ir koligatīvās īpašības?

Koligatīvo īpašību piemēri ietvertvaika spiediensnolaišana, sasalšanas punkta depresija , osmotiskais spiediens , un viršanas temperatūras paaugstināšanās . Piemēram, pievienojot šķipsniņu sāls tasei ūdens, ūdens sasalst zemākā temperatūrā nekā parasti, vārās augstākā temperatūrā, tam ir zemāks tvaika spiediens un mainās tā osmotiskais spiediens. Lai gan koligatīvās īpašības parasti tiek uzskatītas par negaistošām šķīdinātām vielām, efekts attiecas arī uz gaistošām šķīdinātām vielām (lai gan to var būt grūtāk aprēķināt). Priekš piemērs , pievienojot ūdenim spirtu (gaistošu šķidrumu), sasalšanas temperatūra pazeminās zem tā, ko parasti novēro tīram spirtam vai tīram ūdenim. Tāpēc alkoholiskos dzērienus tā nedara iesaldēt mājas saldētavā.

Sasalšanas punkta depresijas un viršanas punkta pacēluma vienādojumi

Sasalšanas punkta samazināšanos var aprēķināt no vienādojuma:

ΔT = iK_fm
kur
ΔT = temperatūras izmaiņas °C
i = van 't Hoff koeficients
K_f= molālās sasalšanas punkta pazemināšanās konstante vai krioskopiskā konstante °C kg/mol
m = izšķīdušās vielas molalitāte izšķīdušās vielas molos/kg šķīdinātāja

Vārīšanās punkta paaugstināšanos var aprēķināt pēc vienādojuma:

ΔT = K_bm

kur
K_b= ebulioskopiskā konstante (0,52°C kg/mol ūdenim)
m = izšķīdušās vielas molalitāte izšķīdušās vielas molos/kg šķīdinātāja

Ostvalda trīs šķīstošo īpašību kategorijas

Vilhelms Ostvalds ieviesa koligatīvo īpašību jēdzienu 1891. gadā. Viņš faktiski ierosināja trīs izšķīdušās vielas īpašību kategorijas:

1. Koligatīvās īpašības ir atkarīgas tikai no izšķīdušās vielas koncentrācijas un temperatūras, nevis no izšķīdušo daļiņu rakstura.
2. Konstitucionālās īpašības ir atkarīgas no šķīdumā esošo izšķīdušo daļiņu molekulārās struktūras.
3. Piedevas īpašības ir visu daļiņu īpašību summa. Piedevu īpašības ir atkarīgas no izšķīdušās vielas molekulārās formulas. Piedevas īpašības piemērs ir masa.