KOLIGATIVNÍ VLASTNOSTI (SE VZORCI) - CHEMIE - 2025

Koligativních vlastností je jakákoliv vlastnost látky, která závisí na, nebo se mění v souladu s, počet částic v ní přítomný (ve formě molekul nebo atomů), a to bez závislosti na povaze těchto částic.

Jinými slovy, lze je také vysvětlit jako vlastnosti roztoků, které závisí na vztahu mezi počtem částic solutu a počtem částic rozpouštědla. Tento koncept byl představen v roce 1891 německým chemikem Wilhelmem Ostwaldem, který klasifikoval vlastnosti solutu do tří kategorií.

Tyto kategorie tvrdily, že koligativní vlastnosti závisely pouze na koncentraci a teplotě solutu a nikoli na povaze jeho částic.

Kromě toho aditivní vlastnosti, jako je hmotnost, závisely na složení solutu a ústavní vlastnosti závisely více na molekulární struktuře solutu.

Koligativní vlastnosti

Koligativní vlastnosti jsou studovány hlavně pro zředěné roztoky (vzhledem k jejich téměř ideálnímu chování) a jsou následující:

Snížení tlaku par

Lze říci, že tlak par v kapalině je rovnovážný tlak molekul páry, s nimiž je tato kapalina v kontaktu.

Podobně je vztah těchto tlaků vysvětlen Raoultovým zákonem, který vyjadřuje, že parciální tlak složky je roven součinu molární frakce složky tlakem par této složky v jejím čistém stavu:

P = X. Pº _A

V tomto výrazu:

P _A = částečný tlak par složky A ve směsi.

X _A = molární zlomek složky A.

P _{A A} = tlak páry čisté složky A.

V případě poklesu tlaku par rozpouštědla k tomu dochází, když se k němu přidá netěkavá solut, čímž se vytvoří roztok. Jak je známo a podle definice, netěkavá látka nemá tendenci se odpařovat.

Z tohoto důvodu, čím více této rozpuštěné látky se přidává do těkavého rozpouštědla, tím nižší bude tlak par a čím méně rozpouštědla může uniknout, aby se stalo plynným stavem.

Tak, jak se rozpouštědlo přirozeně nebo násilně odpařuje, zůstane určité množství rozpouštědla bez odpařování společně s netěkavým rozpuštěným materiálem.

Tento jev lze lépe vysvětlit pojmem entropie: když molekuly přecházejí z kapalné fáze do plynné, entropie systému se zvyšuje.

To znamená, že entropie této plynné fáze bude vždy větší než entropie kapalného stavu, protože molekuly plynu zaujímají větší objem.

Pokud se tedy entropie kapalného stavu zvyšuje zředěním, i když je spojena s rozpuštěnou látkou, rozdíl mezi oběma systémy se zmenší. Z tohoto důvodu snížení entropie také snižuje tlak par.

Zvýšení teploty varu

Bod varu je teplota, při které je rovnováha mezi kapalnou a plynnou fází. V tomto bodě se počet molekul plynu měnících kapalinu (kondenzující) rovná počtu molekul kapaliny odpařujících se na plyn.

Přidání solutu způsobí zředění koncentrace kapalných molekul, což způsobí snížení rychlosti odpařování. To vede ke změně bodu varu, aby se kompenzovala změna koncentrace rozpouštědla.

Jinými slovy, teplota varu roztoku je vyšší než teplota rozpouštědla v čistém stavu. To je vyjádřeno níže uvedeným matematickým výrazem:

ΔT _b = i. K _b. m

V tomto výrazu:

AT _b = T _b (roztok) - T _b (rozpouštědlo) = Změna teploty varu.

i = van't Hoffův faktor.

K _b = varu konstanta rozpouštědla (0,512 ° C / molal pro vodu).

m = molality (mol / kg).

Snížení teploty mrazu

Teplota tuhnutí čistého rozpouštědla se sníží, když se přidá množství rozpuštěné látky, protože je ovlivněno stejným jevem, že se snižuje tlak par.

To se děje proto, že jak se tlak par rozpouštědla sníží zředěním rozpuštěné látky, bude vyžadována nižší teplota, aby bylo zmrazeno.

K vysvětlení tohoto jevu lze také vzít v úvahu povahu procesu zmrazování: aby kapalina zamrzla, musí dosáhnout uspořádaného stavu, ve kterém skončí vytvářením krystalů.

Pokud jsou v kapalině nečistoty ve formě solutů, bude kapalina méně uspořádána. Z tohoto důvodu bude mít roztok obtížnější zmrazení než rozpouštědlo bez nečistot.

Toto snížení je vyjádřeno jako:

ΔT _f = -i. K _f. m

Ve výše uvedeném výrazu:

ΔT _f = _Tf (roztok) - _Tf (rozpouštědlo) = kolísání teploty mrazu.

i = van't Hoffův faktor.

K _f = Zmrazení konstanta rozpouštědla (1,86 ° C kg / mol pro vodu).

m = molality (mol / kg).

Osmotický tlak

Proces známý jako osmóza je tendence rozpouštědla procházet polopropustnou membránou z jednoho roztoku do druhého (nebo z čistého rozpouštědla do roztoku).

Tato membrána představuje bariéru, kterou mohou procházet některé látky a jiné nemohou, jako v případě semipermeabilní membrány v buněčných stěnách živočišných a rostlinných buněk.

Osmotický tlak je pak definován jako minimální tlak, který musí být aplikován na roztok k zastavení průchodu jeho čistého rozpouštědla semipermeabilní membránou.

Je také známo jako míra tendence roztoku přijímat čisté rozpouštědlo v důsledku účinku osmózy. Tato vlastnost je koligativní, protože závisí na koncentraci rozpuštěné látky v roztoku, která je vyjádřena jako matematický výraz:

Π. V = n. R. T, nebo také π = M. R. T

V těchto výrazech:

n = počet molů částic v roztoku.

R = univerzální plynová konstanta (8.314472 J. K ^-1. Mol ^-1).

T = teplota v Kelvinech.

M = molarita.

Reference

1. Wikipedia. (sf). Koligativní vlastnosti. Citováno z en.wikipedia.org
2. PŘED NAŠÍM LETOPOČTEM. (sf). Koligativní vlastnosti. Obnoveno z opentextbc.ca
3. Bosma, WB (nd). Koligativní vlastnosti. Citováno z chemistryexplained.com
4. Jiskry. (sf). Koligativní vlastnosti. Obnoveno z sparknotes.com
5. University, FS (sf). Koligativní vlastnosti. Citováno z chem.fsu.edu