Collative Egenskaber (med formler)



den colligative ejendom er en egenskab af et stof, der afhænger af eller varierer i overensstemmelse med antallet af partikler der er til stede i det (i form af molekyler eller atomer) uden at være afhængig af arten af ​​disse partikler.

Med andre ord kan disse også forklares som egenskaber ved løsninger, der afhænger af forholdet mellem antallet af opløste partikler og antallet af opløsningsmiddelpartikler. Dette koncept blev introduceret i år 1891 af den tyske kemiker Wilhelm Ostwald, der klassificerede egenskaberne af opløst stof i tre kategorier.

Disse kategorier proklamerede, at de kolligative egenskaber udelukkende afhænger af koncentrationens og temperaturen af ​​det opløste stof og ikke på arten af ​​dets partikler.

Derudover afhænger additiv egenskaber, såsom masse afhængig af sammensætningen af ​​det opløste stof, og konstitutionelle egenskaber afhænger mere af den opløste molekylære struktur.

indeks

  • 1 Colligative egenskaber
    • 1.1 Fald i damptryk
    • 1.2 Kogetemperaturstigning
    • 1.3 Reduktion af frysetemperatur
    • 1.4 Osmotisk tryk
  • 2 referencer

Collative egenskaber

Kolligativ egenskaber studeres primært for fortyndede opløsninger (på grund af deres næsten ideelle opførsel) og er følgende:

Fald i damptryk

Det kan siges at damptryk af en væske er ligevægttrykket af dampmolekylerne, med hvilket væsken er i kontakt.

Desuden er forholdet mellem disse tryk forklaret med Raoult lov, som siger, at partialtrykket af en komponent er lig med produktet af molfraktionen af ​​komponenten med damptrykket af ren komponent:

PEn = XEn . PºEn

I dette udtryk:

PEn = Delvist damptryk af komponent A i blandingen.

XEn = Molær fraktion af komponent A.

PºEn= Damptryk af ren komponent A.

I tilfælde af faldet af damptrykket af et opløsningsmiddel sker dette, når et ikke-flygtigt opløst stof tilsættes 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 tilsættes mere af dette opløst stof til det flygtige opløsningsmiddel, jo lavere damptryk og det mindre opløsningsmiddel det kan undslippe for at passere ind i en gasformig tilstand..

Så når man fordamper opløsningsmidlet naturligt eller tvunget, vil det endelig være en mængde opløsningsmiddel uden fordampning sammen med det ikke-flygtige opløst stof.

Dette fænomen kan bedre forklares ved begrebet entropi: Når molekylerne overgår fra flydende fase til gasfase, øges systemets entropi.

Dette betyder, at entropien af ​​denne gasfase altid vil være større end væsketilstanden, fordi gasmolekylerne indtager et større volumen.

Så hvis entropien af ​​flydende tilstand øges ved fortynding, selv om den er bundet til et opløst stof, falder forskellen mellem de to systemer. Derfor falder nedgangen i entropi også damptrykket.

Kogetemperaturstigning

Kogepunktet er den temperatur, hvor der er ligevægt mellem væskefasen og gasfasen. På dette tidspunkt er antallet af gasmolekyler, der passerer ind i en flydende tilstand (kondenserende) lig med antallet af væsker, der er fordampet til gas.

Sammensætningen af ​​et opløst stof bevirker, at koncentrationen af ​​flydende molekyler fortyndes, hvilket får fordampningshastigheden at falde. Dette frembringer en ændring af kogepunktet for at kompensere forandringen i opløsningsmidlets koncentration.

I andre enklere ord er kogetemperaturen i en opløsning højere end opløsningsmidlet i ren tilstand. Dette udtrykkes af et matematisk udtryk, der vises nedenfor:

.DELTA.Tb = i. Kb . m

I udtrykket:

.DELTA.Tb = Tb (opløsning) - Tb (opløsningsmiddel) = Variation af kogetemperatur.

i = faktor van't hoff.

Kb = Kogende konstant for opløsningsmidlet (0,512 ºC / mol for vand).

m = molalitet (mol / kg).

Reduktion af frysetemperatur

Frysningstemperaturen af ​​et rent opløsningsmiddel vil falde, når du tilføjer en mængde opløst stof, da det påvirkes af det samme fænomen, som reducerer damptrykket.

Dette sker fordi, ved at nedsætte damptrykket af opløsningsmidlet ved fortynding af et opløst stof, vil det kræve en lavere temperatur for at gøre den fryse.

Fryseprosessens karakter kan også tages i betragtning for at forklare dette fænomen: for at en væske skal kunne fryses, skal den nå en ordnet tilstand, hvor den ender med at danne krystaller.

Hvis der er urenheder inde i væsken i form af opløste stoffer, bliver væsken mindre bestilt. Af denne grund vil opløsningen have større vanskeligheder med at fryse end et opløsningsmiddel uden urenheder.

Denne reduktion er udtrykt som:

.DELTA.TF = -i. KF . m

I det foregående udtryk:

.DELTA.TF = TF  (opløsning) - TF  (opløsningsmiddel) = Variation af frysetemperatur.

i = faktor van't hoff.

KF = Frysekonstant af opløsningsmidlet (1,86 ºC kg / mol for vand).

m = molalitet (mol / kg).

Osmotisk tryk

Processen kendt som osmose er tendensen af ​​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 cellevægge af dyre- og planteceller..

Det osmotiske tryk defineres derefter som det mindste tryk, der skal påføres på en opløsning for at stoppe passagen af ​​dets rene opløsningsmiddel gennem en semipermeabel membran.

Det er også kendt som måling af tendensen af ​​en opløsning til at modtage det rene opløsningsmiddel ved virkningen af ​​osmose. Denne egenskab er kolligativ, da den afhænger af koncentrationen af ​​opløst stof i opløsningen, som 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 gas konstant (8,314472 J. K-1 . mol-1).

T = Temperatur i Kelvin.

M = Molaritet.

referencer

  1. Wikipedia. (N.D.). Kolligative egenskaber. Hentet fra en.wikipedia.org
  2. BC. (N.D.). Kolligative egenskaber. Gendannet fra opentextbc.ca
  3. Bosma, W. B. (s.f.). Kolligative egenskaber. Hentet fra chemistryexplained.com
  4. SparkNotes. (N.D.). Kolligative egenskaber. Hentet fra sparknotes.com
  5. University, F. S. (s.f.). Kolligative egenskaber. Hentet fra chem.fsu.edu