Kollektív tulajdonságok (képletekkel)



az kolligatív tulajdonság az anyag olyan tulajdonsága, amely a benne jelenlévő részecskék számától (molekulák vagy atomok formájában) függ vagy attól függően változik, anélkül, hogy a részecskék természetétől függnének..

Más szavakkal, ezek magyarázhatók az olyan oldatok tulajdonságai is, amelyek az oldott részecskék száma és az oldószerrészecskék száma közötti összefüggéstől függenek. Ezt a koncepciót 1891-ben vezették be Wilhelm Ostwald német kémikus, aki az oldott anyag tulajdonságait három kategóriába sorolta..

Ezek a kategóriák kijelentették, hogy a kolligatív tulajdonságok kizárólag az oldott anyag koncentrációjától és hőmérsékletétől függnek, nem pedig a részecskék természetétől..

Ezen túlmenően, az additív tulajdonságok, mint például a massza az oldott anyag összetételétől függ, és az alkotmányos tulajdonságok jobban függenek az oldott anyag molekuláris szerkezetétől..

index

  • 1 Kollektív tulajdonságok
    • 1.1 A gőznyomás csökkenése
    • 1.2 Forráshőmérséklet emelkedése
    • 1.3 Fagyasztási hőmérséklet csökkentése
    • 1.4 Oszmotikus nyomás
  • 2 Referenciák

Kollektív tulajdonságok

A kollektív tulajdonságokat főként hígított oldatokra vizsgálják (szinte ideális viselkedésük miatt), és a következők:

A gőznyomás csökkenése

Elmondható, hogy a folyadék gőznyomása a gőzmolekulák egyensúlyi nyomása, amellyel a folyadék érintkezik.

Ezen túlmenően ezeknek a nyomásoknak a kapcsolatát Raoult törvénye magyarázza, amely kimondja, hogy az alkatrész részleges nyomása megegyezik a komponens mólfrakciójának termékével a tiszta gőznyomással:

PA = XA . PºA

Ebben a kifejezésben:

PA = Az A komponens részleges gőznyomása a keverékben.

XA = Az A komponens moláris frakciója.

PºA= A tiszta komponens gőznyomása.

Az oldószer gőznyomásának csökkenése esetén ez akkor fordul elő, ha egy nem illékony oldatot adunk az oldat előállításához. Mint ismeretes és definíció szerint, a nem illékony anyag nem hajlamos elpárologni.

Emiatt minél több oldott anyagot adunk az illékony oldószerhez, annál alacsonyabb a gőznyomás és annál kevesebb oldószer kerülhet ki a gázállapotba..

Tehát, ha az oldószert természetesen vagy kényszeresen elpárologtatjuk, végül egy oldószermennyiség lesz, a párologtatás nélkül a nem illékony oldattal együtt.

Ez a jelenség jobban magyarázható az entrópia fogalmával: amikor a molekulák folyékony fázisból gázfázisba lépnek, a rendszer entrópiája növekszik.

Ez azt jelenti, hogy ennek a gázfázisnak az entrópiája mindig nagyobb lesz, mint a folyékony állapot, mivel a gázmolekulák nagyobb térfogatúak.

Ezután, ha a folyadékállapot entrópiáját hígítással növeljük, még akkor is, ha az oldott anyaghoz van kötve, a két rendszer közötti különbség csökken. Ezért az entrópia csökkenése is csökkenti a gőznyomást.

Forráshőmérséklet emelkedése

A forráspont az a hőmérséklet, amelyben egyensúly van a folyadék és a gázfázis között. Ezen a ponton a folyékony állapotba (kondenzációra) jutó gázmolekulák száma megegyezik a gázt elpárologtató folyadék molekulák számával.

Az oldott anyag aggregációja a folyékony molekulák koncentrációját hígítja, ami a párolgási sebesség csökkenéséhez vezet. Ez a forráspont módosítását eredményezi, hogy kompenzálja az oldószer koncentrációjának változását.

Más egyszerűbb szavakban a forrásban lévő forrás hőmérséklete magasabb, mint az oldószer tiszta hőmérséklete. Ezt az alábbi matematikai kifejezés fejezi ki:

Atb = i. Kb . m

Az említett kifejezésben:

Atb = Tb (oldat) - Tb (oldószer) = forráspont-hőmérséklet változása.

i = Van't Hoff tényező.

Kb = Az oldószer forráspontja (0,512 ºC / mol a víz esetében).

m = molalitás (mol / kg).

A fagyasztási hőmérséklet csökkentése

A tiszta oldószer fagyasztási hőmérséklete csökken, ha hozzáad egy mennyiségű oldott anyagot, mivel ugyanaz a jelenség érinti, amely csökkenti a gőznyomást.

Ez azért történik, mert az oldószer gőznyomásának az oldott anyag hígításával történő csökkentésével alacsonyabb hőmérsékletre van szükség a fagyasztás érdekében..

A fagyasztási folyamat jellegét is figyelembe lehet venni ennek a jelenségnek a magyarázatára: a folyadék fagyasztásához egy rendezett állapotot kell elérnie, amelyben a képződő kristályok képződnek..

Ha szennyeződések vannak a folyadékban oldott anyagok formájában, a folyadék kevésbé lesz rendezett. Emiatt az oldatnak nagyobb nehézségei lesznek a fagyasztásnál, mint a szennyeződés nélküli oldószer.

Ezt a csökkentést a következőképpen fejezzük ki:

AtF = -i. KF . m

Az előző kifejezésben:

AtF = TF  (oldat) - TF  (oldószer) = a fagyási hőmérséklet változása.

i = Van't Hoff tényező.

KF = Az oldószer fagyasztási állandója (1,86 ºC kg / mol víz esetében) \ t.

m = molalitás (mol / kg).

Ozmotikus nyomás

Az ozmózis néven ismert eljárás az oldószer hajlamos áthaladni egy féligáteresztő membránon az egyik oldatból a másikba (vagy egy tiszta oldószerből oldatba)..

Ez a membrán olyan gátat jelent, amelyen keresztül bizonyos anyagok áthaladhatnak, és mások nem, mint az állati és növényi sejtek falfalában lévő féligáteresztő membránok esetében..

Ezután az ozmotikus nyomást úgy határozzuk meg, mint a minimális nyomást, amelyet egy oldatra kell alkalmazni, hogy megakadályozzák tiszta oldószerének áthaladását egy féligáteresztő membránon..

Ismert, hogy az oldatnak az a tendenciája, hogy az ozmózis hatására a tiszta oldószert kapja. Ez a tulajdonság kolligatív, mivel az oldott anyag koncentrációjától függ, amelyet matematikai kifejezésként fejezünk ki:

Π. V = n. R. T, vagy π = M. R. T

Ezekben a kifejezésekben:

n = a részecskék móljainak száma az oldatban.

R = Univerzális gáz konstans (8.314472 J. K-1 . mol-1).

T = hőmérséklet Kelvinben.

M = molaritás.

referenciák

  1. Wikipedia. (N.d.). Gyűjtő tulajdonságok. A (z) en.wikipedia.org webhelyről származik
  2. BC. (N.d.). Gyűjtő tulajdonságok. Az opentextbc.ca
  3. Bosma, W. B. (s.f.). Gyűjtő tulajdonságok. A kémia explained.com-ból származik
  4. SparkNotes. (N.d.). Gyűjtő tulajdonságok. A sparknotes.com-ról származik
  5. Egyetem, F. S. (s.f.). Gyűjtő tulajdonságok. A kem.fsu.edu-ból származik