Kollektiivsed omadused (valemitega)



The kolligatiivne vara on aine mis tahes omadus, mis sõltub selles sisalduvate osakeste arvust (molekulide või aatomite kujul) või sõltub sellest, olenemata nende osakeste laadist.

Teisisõnu, neid võib seletada ka lahuste omadustena, mis sõltuvad lahustuvate osakeste arvu ja lahustiosakeste arvu vahelisest suhtest. Seda kontseptsiooni tutvustas 1891. aastal saksa keemik Wilhelm Ostwald, kes klassifitseeris soluudi omadused kolme kategooriasse.

Need kategooriad kuulutasid, et kolligatiivsed omadused sõltusid ainult lahustunud aine kontsentratsioonist ja temperatuurist, mitte selle osakeste iseloomust..

Lisaks sõltusid sellised lisandväärtused nagu mass lahustunud aine koostisest ja põhiseaduslikud omadused sõltusid rohkem lahustunud aine molekulaarsest struktuurist..

Indeks

  • 1 Kollektiivsed omadused
    • 1.1 Aururõhu langus
    • 1.2 Keemistemperatuuri tõus
    • 1.3 Külmumistemperatuuri vähendamine
    • 1.4 Osmootne rõhk
  • 2 Viited

Kollektiivsed omadused

Kolligatiivseid omadusi uuritakse peamiselt lahjendatud lahuste puhul (nende peaaegu ideaalse käitumise tõttu) ja on järgmised:

Aururõhu langus

Võib öelda, et vedeliku aururõhk on aurumolekulide tasakaalurõhk, millega vedelik on kokkupuutes.

Samuti selgitatakse nende rõhkude suhet Raoult'i seadusega, mis sätestab, et komponendi osaline rõhk on võrdne komponendi mooliosa tootega komponendi aururõhu puhtal kujul:

PA = XA . PºA

Selles väljendis:

PA = Komponendi A osaline aururõhk segus.

XA = Komponendi A molaarne fraktsioon.

PºA= Puhta komponendi A aururõhk.

Lahusti aururõhu vähenemise korral toimub see siis, kui lahuse moodustamiseks lisatakse lendumatut lahustit. Nagu on teada ja määratlemata, ei ole lenduva aine kalduvus aurustuda.

Sel põhjusel lisatakse seda lahustuvat lahustit rohkem, seda madalam on aururõhk ja mida vähem lahusti saab põgeneda gaasilisse olekusse pääsemiseks..

Niisiis, kui lahusti aurustatakse looduslikult või sunniviisiliselt, on see lõpuks lahusti kogus, mis ei aurustu koos lenduva lahustiga.

Seda nähtust saab paremini selgitada entropia mõistega: kui molekulid liiguvad vedelast faasist gaasilisse faasi, suureneb süsteemi entroopia.

See tähendab, et selle gaasilise faasi entroopia on alati suurem kui vedelas olekus, sest gaasimolekulid omavad suuremat mahtu.

Seejärel, kui vedeliku oleku entroopia suureneb lahjendamisega, kuigi see on seotud lahustunud ainega, väheneb nende kahe süsteemi vahe. Seetõttu vähendab entroopia vähenemine ka aururõhku.

Keemistemperatuur tõuseb

Keemistemperatuur on see temperatuur, milles vedeliku ja gaasilise faasi vahel on tasakaal. Sel hetkel võrdub vedelasse olekusse (kondenseeruvasse) sattuvate gaasimolekulide arv gaasiga aurustuvate vedelike molekulide arvuga.

Lahustunud aine tekitamine põhjustab vedelate molekulide kontsentratsiooni lahjendamist, mis põhjustab aurustumiskiiruse vähenemise. See tekitab keemistemperatuuri muutuse, et kompenseerida lahusti kontsentratsiooni muutust.

Teistes lihtsamates sõnades on keemistemperatuur lahuses kõrgem kui lahusti puhtas olekus. Seda väljendab allpool näidatud matemaatiline väljendus:

ΔTb = i. Kb . m

Nimetatud väljendis:

ΔTb = Tb (lahus) - Tb (lahusti) = keemistemperatuuri muutus.

i = tegur van't Hoff.

Kb = Lahusti keev konstant (0,512 ºC / molaalne vesi).

m = molaarsus (mol / kg).

Külmumistemperatuuri vähendamine

Puhta lahusti külmumistemperatuur väheneb, kui lisate lahustunud kogust, kuna seda mõjutab sama nähtus, mis vähendab aururõhku.

See juhtub seetõttu, et lahusti aururõhu vähendamisel lahjendades lahustit, vajab see selle külmutamiseks madalamat temperatuuri..

Selle nähtuse selgitamiseks võib arvesse võtta ka külmutamisprotsessi olemust: külmutatava vedeliku puhul peab see jõudma korrektse olekusse, kus see jõuab moodustavate kristallideni.

Kui vedelikus on lahuste kujul lisandeid, siis vedelik on vähem tellitud. Sel põhjusel on lahusel suurem raskus külmutada kui lahustiteta.

Seda vähendamist väljendatakse järgmiselt:

ΔTf = -i. Kf . m

Eelmises väljendis:

ΔTf = Tf  (lahus) - Tf  (lahusti) = külmumistemperatuuri muutus.

i = tegur van't Hoff.

Kf = Lahusti külmutuskonstant (1,86 ºC kg vee kohta).

m = molaarsus (mol / kg).

Osmootne rõhk

Osmoosina tuntud protsess on lahusti kalduvus läbida poolläbilaskva membraani ühest lahusest teise (või puhtast lahustist lahuseni)..

See membraan kujutab endast barjääri, mille kaudu mõned ained võivad läbida ja teised ei saa, nagu pool- läbilaskvate membraanide puhul loomade ja taimede rakkude seintes..

Seejärel määratletakse osmootne rõhk kui minimaalne rõhk, mis tuleb rakendada lahusele, et peatada puhta lahusti läbisõit läbi poolläbilaskva membraani..

Samuti on tuntud kui lahuse kalduvus saada puhas lahusti osmoosi mõjul. See omadus on kollektiivne, kuna see sõltub lahuses sisalduva lahustunud aine kontsentratsioonist, mida väljendatakse matemaatilise väljendusena:

Π V = n. R. T või ka π = M. R. T

Nendes väljendites:

n = osakeste osade arv lahuses.

R = universaalne gaasikonstant (8.314472 J. K-1 . mol-1).

T = temperatuur kelvinites.

M = molaarsus.

Viited

  1. Wikipedia. (s.f.). Kollektiivsed omadused. Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org
  2. BC. (s.f.). Kollektiivsed omadused. Taastati opentextbc.ca
  3. Bosma, W. B. (s.f.). Kollektiivsed omadused. Välja otsitud keemiaexplained.com
  4. Sparknotes. (s.f.). Kollektiivsed omadused. Välja otsitud sparknotes.com
  5. Ülikool, F. S. (s.f.). Kollektiivsed omadused. Välja otsitud aadressilt chem.fsu.edu