คุณสมบัติ Collative (พร้อมสูตร)

คุณสมบัติการรวมตัวกัน เป็นสมบัติของสารใด ๆ ที่ขึ้นอยู่กับหรือแตกต่างกันไปตามจำนวนของอนุภาคที่มีอยู่ (ในรูปของโมเลกุลหรืออะตอม) โดยไม่ขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุภาคเหล่านั้น

กล่าวอีกนัยหนึ่งเหล่านี้สามารถอธิบายได้ว่าเป็นคุณสมบัติของการแก้ปัญหาที่ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนของอนุภาคตัวถูกละลายและจำนวนของตัวทำละลายอนุภาค แนวคิดนี้ถูกนำมาใช้ในปี 1891 โดยนักเคมีชาวเยอรมันวิลเฮล์มออสต์วาลด์ซึ่งจำแนกคุณสมบัติของตัวถูกละลายเป็นสามประเภท

หมวดหมู่เหล่านี้ประกาศว่าคุณสมบัติการรวมตัวขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและอุณหภูมิของตัวถูกละลาย แต่เพียงอย่างเดียวและไม่ได้ขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุภาค

นอกจากนี้คุณสมบัติการเติมเช่นมวลขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของตัวถูกละลายและคุณสมบัติของรัฐธรรมนูญขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุลของตัวถูกละลาย

คุณสมบัติของ Collative

มีการศึกษาคุณสมบัติของ Colligative เป็นหลักสำหรับสารละลายที่เจือจาง (เนื่องจากพฤติกรรมในอุดมคติของมัน) และมีดังต่อไปนี้:

ลดความดันของไอ

อาจกล่าวได้ว่าความดันไอของของเหลวเป็นความดันสมดุลของโมเลกุลไอที่ของเหลวนั้นสัมผัส

นอกจากนี้ความสัมพันธ์ของแรงกดดันเหล่านี้อธิบายโดยกฎของ Raoult ซึ่งระบุว่าความดันบางส่วนของส่วนประกอบเท่ากับผลคูณของส่วนของโมลของส่วนประกอบโดยความดันไอของส่วนประกอบในสถานะที่บริสุทธิ์:

P A = X A หน้าº

ในการแสดงออกนี้:

P A = ความดันไอบางส่วนขององค์ประกอบ A ในส่วนผสม

X A = เศษโมลาร์ของส่วนประกอบ A

A = แรงดันไอของส่วนประกอบบริสุทธิ์ A.

ในกรณีของการลดลงของแรงดันไอของตัวทำละลายสิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อมีการเพิ่มตัวละลายแบบไม่ระเหยเพื่อสร้างสารละลาย เนื่องจากเป็นที่รู้จักและตามคำนิยามสารที่ไม่ระเหยจึงไม่มีแนวโน้มที่จะระเหย

ด้วยเหตุนี้ตัวทำละลายนี้จึงถูกเพิ่มเข้าไปในตัวทำละลายที่ระเหยได้ความดันไอที่ลดลงและตัวทำละลายที่น้อยลงสามารถหนีไปยังสถานะก๊าซได้

ดังนั้นเมื่อตัวทำละลายระเหยตามธรรมชาติหรือถูกบังคับปริมาณของตัวทำละลายที่ไม่มีการระเหยในที่สุดจะยังคงอยู่ร่วมกับตัวละลายที่ไม่ระเหย

ปรากฏการณ์นี้สามารถอธิบายได้ดีขึ้นโดยแนวคิดของเอนโทรปี: เมื่อโมเลกุลเปลี่ยนจากเฟสของเหลวเป็นเฟสก๊าซแก่นของระบบจะเพิ่มขึ้น

ซึ่งหมายความว่าเอนโทรปีของเฟสก๊าซนี้จะมากกว่าสถานะของเหลวเสมอเนื่องจากโมเลกุลของก๊าซครอบครองปริมาตรที่มากกว่า

จากนั้นถ้าเอนโทรปีของสถานะของเหลวเพิ่มขึ้นโดยการเจือจางแม้ว่ามันจะถูกผูกไว้กับตัวถูกละลายความแตกต่างระหว่างทั้งสองระบบจะลดลง ดังนั้นการลดลงของเอนโทรปีจึงลดความดันไอ

อุณหภูมิเดือดขึ้น

จุดเดือดคืออุณหภูมิที่มีความสมดุลระหว่างของเหลวและสถานะก๊าซ ณ จุดนี้จำนวนโมเลกุลของก๊าซที่ผ่านเข้าสู่สถานะของเหลว (กลั่นตัว) เท่ากับจำนวนโมเลกุลของของเหลวที่ระเหยเป็นแก๊ส

การรวมตัวถูกละลายทำให้เกิดความเข้มข้นของโมเลกุลของเหลวที่จะเจือจางทำให้อัตราการระเหยลดลง สิ่งนี้สร้างการดัดแปลงของจุดเดือดเพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของตัวทำละลาย

กล่าวอีกอย่างง่ายอุณหภูมิการเดือดในสารละลายจะสูงกว่าตัวทำละลายในสถานะที่บริสุทธิ์ นี่คือนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ที่แสดงด้านล่าง:

ΔT b = i ก. ม.

ในการแสดงออกดังกล่าว:

ΔT b = T b (สารละลาย) - T b (ตัวทำละลาย) = การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเดือด

i = แฟ็กซ์ไม่ Hoff

K b = จุดเดือดคงที่ของตัวทำละลาย (0.512 ºC / molal สำหรับน้ำ)

m = Molality (mol / kg)

การลดอุณหภูมิแช่แข็ง

อุณหภูมิการแช่แข็งของตัวทำละลายบริสุทธิ์จะลดลงเมื่อคุณเพิ่มจำนวนตัวถูกละลายเนื่องจากได้รับผลกระทบจากปรากฏการณ์เดียวกันที่ลดความดันไอ

สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการลดความดันไอของตัวทำละลายโดยการเจือจางตัวทำละลายจะต้องใช้อุณหภูมิที่ต่ำกว่าเพื่อให้ตัวทำละลายแข็งตัว

ธรรมชาติของกระบวนการแช่แข็งสามารถนำมาพิจารณาเพื่ออธิบายปรากฏการณ์นี้: สำหรับของเหลวที่จะแข็งตัวมันจะต้องถึงสภาวะที่เป็นระเบียบซึ่งมันจะกลายเป็นผลึก

หากมีสิ่งเจือปนอยู่ภายในของเหลวในรูปแบบของตัวถูกละลายของเหลวจะถูกเรียงลำดับน้อยลง ด้วยเหตุนี้วิธีการแก้ปัญหาจะมีปัญหามากขึ้นในการแช่แข็งกว่าตัวทำละลายที่ไม่มีสิ่งสกปรก

การลดลงนี้จะแสดงเป็น:

ΔT f = -i ก. ม.

ในนิพจน์ก่อนหน้า:

ΔT f = T f (สารละลาย) - T f (ตัวทำละลาย) = การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแช่แข็ง

i = แฟ็กซ์ไม่ Hoff

K f = ค่าคงที่การแช่แข็งของตัวทำละลาย (1.86 ºC kg / mol สำหรับน้ำ)

m = Molality (mol / kg)

แรงดันออสโมติก

กระบวนการที่เรียกว่าออสโมซิสคือแนวโน้มของตัวทำละลายที่จะผ่านเมมเบรนแบบกึ่งสังเคราะห์จากโซลูชันหนึ่งไปสู่อีกโซลูชันหนึ่ง (หรือจากตัวทำละลายบริสุทธิ์ไปจนถึงโซลูชัน)

เมมเบรนนี้แสดงถึงสิ่งกีดขวางที่สารบางชนิดสามารถผ่านและอื่น ๆ ไม่สามารถเช่นเดียวกับในกรณีของเยื่อหุ้มเซลล์แบบกึ่งสังเคราะห์ที่ผนังเซลล์ของสัตว์และพืช

แรงดันออสโมติกจะถูกกำหนดเป็นความดันขั้นต่ำที่จะต้องนำไปใช้กับวิธีการแก้ปัญหาเพื่อหยุดการผ่านของตัวทำละลายบริสุทธิ์ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบบกึ่งสังเคราะห์

มันยังเป็นที่รู้จักกันในนามการวัดแนวโน้มของการแก้ปัญหาที่จะได้รับตัวทำละลายบริสุทธิ์โดยผลกระทบของการดูดซึม คุณสมบัตินี้มีความสัมพันธ์กันเนื่องจากมันขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของตัวถูกละลายในสารละลายซึ่งแสดงออกเป็นนิพจน์ทางคณิตศาสตร์:

Π V = n อาร์ T หรือπ = M อาร์ T

ในนิพจน์เหล่านี้:

n = จำนวนโมลของอนุภาคในสารละลาย

R = ค่าคงที่ก๊าซสากล (8.314472 J, K-1, mol-1)

T = อุณหภูมิในเคลวิน

M = Molarity