Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Reducer damptrykket ved at tilføje en opløsning
- Kogepunkthøjde i en blanding
- Frysepunktdepression i en blanding
- Osmotisk tryk stiger for løsninger
- Koligative egenskaber og molalitet
Frostvæske til biler, nyredialyse og brug af sten salt til at fremstille is virker ikke som om de ville have noget til fælles. Men de er alle afhængige af colligative egenskaber ved løsninger. Disse egenskaber er de fysiske egenskaber af opløsninger, der kun afhænger af forholdet mellem antallet af partikler af opløst stof og opløsningsmiddel (f.eks. Salt i vand) i opløsning og ikke af identiteten af det opløste stof.
Menneskekroppens celler, planteceller og opløsninger såsom frostvæske og is afhænger af colligative egenskaber.
TL; DR (for lang; læste ikke)
For lang; læste ikke (TL; DR)
Der er fire koligative egenskaber: damptryk, kogepunkt, frysepunkt og osmotisk tryk. Disse fysiske egenskaber ved opløsninger afhænger kun af forholdet mellem antallet af partikler af opløst stof og opløsningsmiddel i opløsning og ikke af, hvad opløsningen er.
Reducer damptrykket ved at tilføje en opløsning
Et opløsningsmiddel (såsom vand) har et damptryk betegnet med pl. Dette er lig med en atmosfære af pres.
På ligevægt, gasfasen (såsom vanddamp) over opløsningsmidlet har et delvist tryk lig med pl. Tilsætning af et opløst stof (som bordsalt, NaCl) sænker opløsningsmidlets delvist tryk i gasfasen. Faldet i damptryk er forårsaget af, at opløsningsmiddelmolekylerne på overfladen af opløsningen erstattes af opløste molekyler. Opløsningsmiddelmolekylerne "trænger ud" fordampning. Da der er mindre opløsningsmiddelmolekyler på overfladen, falder damptrykket.
Kogepunkthøjde i en blanding
At bringe et opløsningsmiddel i kog fordamper i det væsentlige opløsningsmidlet. Kogepunkthøjdeeller forøgelse af temperaturen, hvormed opløsningsmidlet koger, forekommer af en lignende grund som damptryksdepression. Den øgede mængde opløst stof på overfladen hæmmer fordampning af opløsningsmidlet, så det kræver mere energiindgang for at opnå kogepunktet.
Dette antager, at opløsningen er ikke-flygtig, dvs. at den har et lavt damptryk ved stuetemperatur. Et flygtigt opløsningsmiddel med et lavere kogepunkt end opløsningsmidlet kan faktisk trykke på kogepunktet. Benzen er et eksempel på en flygtig organisk forbindelse (VOC).
Frysepunktdepression i en blanding
Frysepunktet for en opløsning vil være lavere end det for det rene opløsningsmiddel. Frysepunkt er den temperatur, ved hvilken en væske bliver fast ved 1 atmosfære. Frysepunkt depression betyder, at frysetemperaturen sænkes. Dette betyder, at væsken skal være koldere for at opnå frysning. Årsagen til at dette opstår er fordi tilstedeværelsen af et opløst stof introducerer mere forstyrrelse i systemet, end der var til stede med kun opløsningsmiddelmolekylerne. Derfor skal blandingen være koldere for at overvinde virkningerne af det mere forstyrrede system.
En praktisk anvendelse af denne koligative egenskab er frostvæske til biler. Frysepunktet for en 50/50 opløsning af ethylenglycol (CH2(OH) CH2(OH)) er -33 grader Celsius (-27,4 grader Fahrenheit) sammenlignet med 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit). Der fryses frostvæske til en bils radiator, så bilen skal udsættes for meget lavere temperaturer, før vandet i bilens system fryser.
Osmotisk tryk stiger for løsninger
osmose opstår, når opløsningsmiddelmolekyler bevæger sig gennem en semipermeabel membran. Den ene side af membranen kunne indeholde opløsningsmiddel, og den anden side af membranen ville indeholde opløst stof. Bevægelse af opløsningsmiddel sker fra et område med højere koncentration til et område med lavere koncentration eller fra højere kemisk potentiale til lavere kemisk potentiale, indtil en ligevægt er nået. Denne strøm forekommer naturligt, så nogle trykindgang på den opløste side skal påføres for at stoppe strømmen.
Det osmotisk tryk er trykket, der ville stoppe denne strømning. Osmotisk tryk stiger generelt for opløsninger. Jo mere opløste molekyler der er, jo mere presses opløsningsmolekylerne sammen. Tilstedeværelsen af opløste molekyler på den ene side af membranen betyder, at færre opløsningsmiddelmolekyler kan krydse ind i opløsningssiden. Det osmotiske tryk er direkte relateret til koncentrationen af opløst stof: mere opløst stof betyder et højere osmotisk tryk.
Koligative egenskaber og molalitet
Kolligative egenskaber er alle afhængige af molaliteten (m) i en opløsning. Molalitet er defineret som mol opløst stof / kg opløsningsmiddel. Jo mere, eller mindre, af et opløst stof, der er til stede i forhold til opløsningsmidlet, vil påvirke beregningerne af de fire colligative egenskaber, der er skitseret ovenfor.