Razumevanje koligativnih lastnosti rešitev

Vrteči se prodajalec ledu pri izdelavi ledenih zvitkov vedno doda kuhinjsko sol ledenim kockam. Veste, zakaj je bilo to storjeno? Raziščite, dodajanje soli je namenjeno tako, da se kocke ledu ne stopijo hitro, saj je za izdelavo vrtečega se ledu za določen čas potrebna hladna temperatura. Ta dogodek je mogoče razložiti v konceptu koligativne narave rešitve.

Kaj potem pomeni koligativna narava rešitve? Koligacijska narava raztopine je komponenta, ki je pod določenimi pogoji odvisna od števila delcev topljene snovi v količini topila. Ta koligativna narava ni odvisna od lastnosti in stanja vsakega delca. Kot je znano, je raztopina sestavljena iz topljene snovi in ​​topila, pri čemer je voda najboljše topilo in se pogosto uporablja in je znana kot vodna.

Ko nastane raztopina, se kemične lastnosti topljene snovi ne bodo drastično spremenile, njene fizikalne lastnosti pa se bodo močno spremenile. Spremembe fizikalnih lastnosti, ki so koligativne, vključujejo povečanje vrelišča (ΔTb), zmanjšanje parnega tlaka (ΔP), osmotskega tlaka (π) in zmanjšanje ledišča (ΔTf).

Padec parnega tlaka

Če je topljena snov hlapna (nehlapna; parnega tlaka ni mogoče izmeriti), bo parni tlak raztopine vedno nižji od parnega tlaka čistega hlapnega topila. To lahko ponazorimo s formulo:

ΔP = P0 - P

ΔP = X t x P0

P = P0 x X n

Informacije:

ΔP = padec parnega tlaka (atm)

P0 = tlak nasičenih hlapov čistega topila (atm)

P = tlak nasičene pare raztopine (atm)

X t = mo topljena frakcija

X p = molska frakcija topila

Povišanje vrelišča

Vrelišče je temperatura, pri kateri parni tlak tekočine postane enak atmosferskemu. Dodatek nehlapne topljene snovi v topilu povzroči znižanje parnega tlaka.

(Preberite tudi: Pomembne značilnosti elektrokemijskih celic in njihovih serij)

Nastalo raztopino je treba segreti na višjo temperaturo, tako da je parni tlak enak atmosferskemu. Zato je vrelišče raztopine višje od vrelišča čistega topila.

Razlika med vrelišči raztopine in čistim topilom se imenuje povečanje vrelišča. To je mogoče oblikovati na naslednji način:

ΔTb = vrelišče raztopine - vrelišče topila

ΔTb = kb xm

Informacije:

ΔTb = povečanje vrelišča raztopine (0C)

Kb = stalno povečanje vrelišča molala (0C / molal)

m = molalnost topljene snovi (grami)

Padec ledišča

Zmrzišče je temperatura, pri kateri imajo tekočine in trdne snovi enak parni tlak. Dodajanje topljene snovi topilu lahko povzroči padec parnega tlaka. Krivulja temperature parnega tlaka za raztopino leži pod krivuljo čistega topila. Zato je ledišče raztopine manjše od ledišča čistega topila. Kjer je formula za znižanje ledišča:

ΔTf = ledišče topila - vrelišče raztopine

ΔTf = kf xm

Informacije:

ΔTf = zmanjšanje ledišča raztopine (0C)

Kf = konstanta padca ledišča molala (0C / molal)

Osmozni tlak

Najnižji tlak, ki preprečuje osmozo, se imenuje osmotski tlak. Ko sta dve različni raztopini ločeni s polprepustno membrano (membrano, ki jo lahko prepustimo samo skozi delce topila, ne pa tudi delce topljene snovi), pride do pojava osmoze. Formula za osmotski tlak je: π = M x R x T

Informacije:

Π = osmotski tlak (atm)

R = tlak plina (0,0082 atm L / mol K)

T = temperatura (K)

M = molarnost (molar)