Collative Properties (med Formler)



den kolligativ egenskap är någon egenskap av ett ämne som beror på eller varierar beroende på antalet partiklar som är närvarande i det (i form av molekyler eller atomer) utan att det beror på arten av dessa partiklar.

Med andra ord kan dessa också förklaras som egenskaper hos lösningar som beror på förhållandet mellan antalet upplösta partiklar och antalet lösningsmedelpartiklar. Detta koncept introducerades år 1891 av den tyska kemisten Wilhelm Ostwald, som klassificerade egenskaperna hos lösningsmedel i tre kategorier.

Dessa kategorier förklarade att kolligativa egenskaper berodde enbart på koncentrationen och temperaturen hos lösningsmedlet och inte på arten av dess partiklar.

Dessutom tillsatte tillsatsegenskaper såsom massa beroende av kompositionen av lösningsmedlet och konstitutionella egenskaper mer avhängigt på den uppmätta molekylstrukturen.

index

  • 1 kolligativa egenskaper
    • 1.1 Minska ångtrycket
    • 1.2 Kokningstemperaturökning
    • 1.3 Minskning av frysningstemperaturen
    • 1.4 Osmotiskt tryck
  • 2 referenser

Collative egenskaper

Kolligativa egenskaper studeras huvudsakligen för utspädda lösningar (på grund av deras nästan idealiska beteende) och är följande:

Minska ångtrycket

Man kan säga att ångtrycket hos en vätska är jämviktstrycket hos ångmolekylerna med vilka vätskan är i kontakt.

Förhållandet mellan dessa tryck förklaras också av Raoults lag, vilket säger att partiellt partialtryck av en komponent är lika med produkten från molekylfraktionen av komponenten genom ångtrycket hos komponenten i det rena tillståndet:

PEN = XEN . PºEN

I detta uttryck:

PEN = Delvis ångtryck av komponent A i blandningen.

XEN = Molär fraktion av komponent A.

PºEN= Ångtryck av ren komponent A.

I fallet med minskningen av ångtrycket hos ett lösningsmedel sker detta när ett icke-flyktigt lösningsmedel tillsättes för att bilda en lösning. Såsom är känt och per definition har en icke-flyktig substans ingen tendens att avdunsta.

Av detta skäl tillsätts det mer av detta lösningsmedel till det flyktiga lösningsmedlet, desto lägre ångtryck och det mindre lösningsmedlet det kan undkomma för att passera till ett gasformigt tillstånd..

Så när man avdunstar lösningsmedlet naturligt eller tvångt kommer det slutligen att vara en mängd lösningsmedel utan att indunstas tillsammans med det icke flyktiga lösningsmedlet.

Detta fenomen kan bättre förklaras av entropi: när molekylerna övergår från vätskefas till gasfas ökar entropin i systemet.

Detta innebär att entropin för denna gasfas alltid kommer att vara större än den för vätsketillståndet, eftersom gasmolekylerna upptar en större volym.

Därefter minskar skillnaden mellan de två systemen om entropin av vätsketillståndet ökas genom utspädning, även om det är bunden till ett lösningsmedel. Därför minskar entropin också ångtrycket.

Kokningstemperaturökning

Kokpunkten är den temperatur där jämvikt föreligger mellan vätske- och gasfaserna. Vid detta tillfälle är antalet gasmolekyler som passerar in i ett flytande tillstånd (kondenserande) lika med antalet molekyler av vätska som avdunstar till gas.

Sammanställningen av ett lösningsmedel medför att koncentrationen av vätskemolekyler späds ut, vilket medför att indunstningshastigheten minskar. Detta alstrar en modifiering av kokpunkten för kompensering av förändringen i lösningsmedlets koncentration.

I andra enklare ord är kokpunkten i en lösning högre än lösningsmedlets renhet. Detta uttrycks av ett matematiskt uttryck som visas nedan:

ATb = i. Kb . m

I nämnda uttryck:

ATb = Tb (lösning) - Tb (lösningsmedel) = Variation av kokpunkten.

i = Factor van't Hoff.

Kb = Kokningskonstant för lösningsmedlet (0,512 ºC / mol för vatten).

m = molalitet (mol / kg).

Minskning av frysningstemperatur

Frysningstemperaturen för ett rent lösningsmedel minskar när man tillsätter en mängd lösningsmedel, eftersom det påverkas av samma fenomen som minskar ångtrycket.

Detta händer för att genom att minska lösningsmedlets ångtryck genom att späda ett lösningsmedel, kommer det att kräva en lägre temperatur för att frysa.

Frysprocessens natur kan också beaktas för att förklara detta fenomen: för att en vätska ska kunna frysa måste den nå ett ordnat tillstånd där det slutar bilda kristaller.

Om det finns orenheter i vätskan i form av lösningsmedel, kommer vätskan att vara mindre beställd. Av denna anledning kommer lösningen att ha större svårigheter att frysa än ett lösningsmedel utan föroreningar.

Denna reduktion uttrycks som:

ATF = -i. KF . m

I föregående uttryck:

ATF = TF  (lösning) - TF  (lösningsmedel) = Variation av frysningstemperaturen.

i = Factor van't Hoff.

KF = Frysningskonstanten för lösningsmedlet (1,86 ºC kg / mol för vatten).

m = molalitet (mol / kg).

Osmotiskt tryck

Processen som kallas osmos är tendensen av ett lösningsmedel att passera genom ett semipermeabelt membran från en lösning till en annan (eller från ett rent lösningsmedel till en lösning).

Detta membran representerar en barriär genom vilken vissa ämnen kan passera och andra kan inte, som i fallet med semipermeabla membran i cellväggarna i djur- och växtceller..

Det osmotiska trycket definieras sedan som det minsta trycket som måste appliceras på en lösning för att stoppa passagen av dess rena lösningsmedel genom ett semipermeabelt membran.

Det är också känt som måttet på tendensen hos en lösning att ta emot det rena lösningsmedlet genom effekten av osmos. Denna egenskap är kolligativ eftersom den beror på koncentrationen av lös substans i lösningen, vilket uttrycks som ett matematiskt uttryck:

Π. V = n. R. T, eller också π = M. R. T

I dessa uttryck:

n = Antal mol partiklar i lösningen.

R = Universell gaskonstant (8,314472 J. K-1 . mol-1).

T = Temperatur i Kelvin.

M = Molaritet.

referenser

  1. Wikipedia. (N.D.). Kolligativa egenskaper. Hämtad från en.wikipedia.org
  2. BC. (N.D.). Kolligativa egenskaper. Återställd från opentextbc.ca
  3. Bosma, W. B. (s.f.). Kolligativa egenskaper. Hämtad från chemistryexplained.com
  4. SparkNotes. (N.D.). Kolligativa egenskaper. Hämtad från sparknotes.com
  5. University, F. S. (s.f.). Kolligativa egenskaper. Hämtad från chem.fsu.edu