Właściwości sortowania (z formułami)



The własność koligatywna jest dowolną właściwością substancji, która zależy od liczby cząstek w niej obecnych (w postaci cząsteczek lub atomów) lub zmienia się w zależności od liczby tych cząstek.

Innymi słowy, można je również wyjaśnić jako właściwości roztworów, które zależą od zależności między liczbą cząstek substancji rozpuszczonej a liczbą cząstek rozpuszczalnika. Koncepcja ta została wprowadzona w 1891 roku przez niemieckiego chemika Wilhelma Ostwalda, który sklasyfikował właściwości substancji rozpuszczonej w trzech kategoriach.

Kategorie te proklamowały, że właściwości koligatywne zależą wyłącznie od stężenia i temperatury substancji rozpuszczonej, a nie od natury jej cząstek.

Ponadto właściwości addytywne, takie jak masa, zależą od składu substancji rozpuszczonej, a właściwości konstytucyjne zależą bardziej od struktury molekularnej substancji rozpuszczonej.

Indeks

  • 1 Właściwości koligatywne
    • 1.1 Zmniejszenie ciśnienia pary
    • 1.2 Wzrost temperatury wrzenia
    • 1.3 Redukcja temperatury zamarzania
    • 1.4 Ciśnienie osmotyczne
  • 2 referencje

Właściwości zbierania

Właściwości koligatywne są badane głównie dla rozcieńczonych roztworów (ze względu na ich prawie idealne zachowanie) i są następujące:

Zmniejszyć ciśnienie pary

Można powiedzieć, że ciśnienie pary cieczy jest ciśnieniem równowagi cząsteczek pary, z którymi ciecz jest w kontakcie.

Również związek tych ciśnień jest wyjaśniony przez prawo Raoulta, które stwierdza, że ​​ciśnienie cząstkowe składnika jest równe iloczynowi ułamka molowego składnika przez ciśnienie pary składnika w stanie czystym:

PA = XA . PºA

W tym wyrażeniu:

PA = Częściowa prężność pary składnika A w mieszaninie.

XA = Ułamek molowy składnika A.

PºA= Ciśnienie pary czystego składnika A.

W przypadku obniżenia ciśnienia pary rozpuszczalnika występuje to, gdy dodaje się nielotną substancję rozpuszczoną w celu utworzenia roztworu. Jak wiadomo i z definicji, substancja nielotna nie ma tendencji do odparowywania.

Z tego powodu, im więcej tej substancji rozpuszczonej dodaje się do lotnego rozpuszczalnika, tym niższa prężność pary i tym mniej rozpuszczalnika może wydostać się do stanu gazowego..

Tak więc, gdy odparuje się rozpuszczalnik w sposób naturalny lub wymuszony, ostatecznie będzie to ilość rozpuszczalnika bez odparowywania razem z nielotną substancją rozpuszczoną.

Zjawisko to można lepiej wyjaśnić pojęciem entropii: gdy cząsteczki przechodzą z fazy ciekłej do fazy gazowej, entropia systemu wzrasta.

Oznacza to, że entropia tej fazy gazowej będzie zawsze większa niż stan ciekły, ponieważ cząsteczki gazu zajmują większą objętość.

Następnie, jeśli entropia stanu ciekłego zostanie zwiększona przez rozcieńczenie, nawet jeśli jest związana z substancją rozpuszczoną, różnica między tymi dwoma systemami maleje. Dlatego spadek entropii zmniejsza również ciśnienie pary.

Wzrost temperatury wrzenia

Temperatura wrzenia jest temperaturą, w której występuje równowaga między fazą ciekłą i gazową. W tym momencie liczba cząsteczek gazu przechodzących w stan ciekły (kondensacja) równa się liczbie cząsteczek cieczy odparowujących do gazu.

Agregacja substancji rozpuszczonej powoduje rozcieńczenie cząsteczek cieczy, co powoduje zmniejszenie szybkości parowania. Powoduje to modyfikację temperatury wrzenia, aby skompensować zmianę stężenia rozpuszczalnika.

Innymi słowy, temperatura wrzenia w roztworze jest wyższa niż temperatura rozpuszczalnika w stanie czystym. Wyraża to wyrażenie matematyczne, które pokazano poniżej:

ΔTb = i. Kb . m

We wspomnianym wyrażeniu:

ΔTb = Tb (rozwiązanie) - Tb (rozpuszczalnik) = zmiana temperatury wrzenia.

i = czynnik van't Hoff.

Kb = Stała wrzenia rozpuszczalnika (0,512 ° C / molal dla wody).

m = Molality (mol / kg).

Redukcja temperatury zamarzania

Temperatura zamarzania czystego rozpuszczalnika zmniejszy się, gdy dodasz pewną ilość substancji rozpuszczonej, ponieważ wpływa na nią to samo zjawisko, które zmniejsza ciśnienie pary.

Dzieje się tak, ponieważ zmniejszając ciśnienie pary rozpuszczalnika przez rozcieńczenie substancji rozpuszczonej, będzie ona wymagać niższej temperatury, aby ją zamrozić.

Charakter procesu zamrażania można również wziąć pod uwagę, aby wyjaśnić to zjawisko: aby ciecz zamarzła, musi osiągnąć uporządkowany stan, w którym kończy się tworzeniem kryształów.

Jeśli w cieczy znajdują się zanieczyszczenia w postaci substancji rozpuszczonych, ciecz będzie mniej uporządkowana. Z tego powodu rozwiązanie będzie miało większe trudności z zamrożeniem niż rozpuszczalnik bez zanieczyszczeń.

Ta redukcja jest wyrażona jako:

ΔTf = -i. Kf . m

W poprzednim wyrażeniu:

ΔTf = Tf  (rozwiązanie) - Tf  (rozpuszczalnik) = zmiana temperatury zamarzania.

i = czynnik van't Hoff.

Kf = Stała zamrażania rozpuszczalnika (1,86 ° C kg / mol dla wody).

m = Molality (mol / kg).

Ciśnienie osmotyczne

Proces znany jako osmoza to tendencja rozpuszczalnika do przechodzenia przez półprzepuszczalną membranę z jednego roztworu do drugiego (lub z czystego rozpuszczalnika do roztworu).

Membrana ta stanowi barierę, przez którą niektóre substancje mogą przechodzić, a inne nie, tak jak w przypadku membran półprzepuszczalnych w ścianach komórkowych komórek zwierzęcych i roślinnych..

Ciśnienie osmotyczne definiuje się następnie jako minimalne ciśnienie, które należy zastosować do roztworu, aby zatrzymać przejście jego czystego rozpuszczalnika przez półprzepuszczalną membranę.

Jest również znany jako miara tendencji roztworu do otrzymania czystego rozpuszczalnika pod wpływem osmozy. Ta właściwość jest koligatywna, ponieważ zależy od stężenia substancji rozpuszczonej w roztworze, co wyraża się jako wyrażenie matematyczne:

Π V = n. R. T lub też π = M. R. T

W tych wyrażeniach:

n = liczba moli cząstek w roztworze.

R = stała gazu uniwersalnego (8.314472 J. K-1 . mol-1).

T = temperatura w kelwinach.

M = Molarność.

Referencje

  1. Wikipedia. (s.f.). Właściwości koligatywne. Źródło z en.wikipedia.org
  2. BC. (s.f.). Właściwości koligatywne. Odzyskany z opentextbc.ca
  3. Bosma, W. B. (s.f.). Właściwości koligatywne. Źródło: chemistryexplained.com
  4. Sparknotes. (s.f.). Właściwości koligatywne. Pobrane z sparknotes.com
  5. Uniwersytet, F. S. (s.f.). Właściwości koligatywne. Źródło: chem.fsu.edu