Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Å redusere damptrykket ved å legge til en løsning
- Kokepunktheving i en blanding
- Frysepunktdepresjon i en blanding
- Osmotisk trykk øker for løsninger
- Koligative egenskaper og molalitet
Frostvæske til biler, nyredialyse og bruk steinsalt for å lage iskrem virker ikke som de ville ha noe til felles. Men de er alle avhengige av koligative egenskaper til løsninger. Disse egenskapene er de fysiske egenskapene til oppløsninger som bare avhenger av forholdet mellom antall partikler av løst stoff og løsningsmiddel (f.eks. Salt i vann) i oppløsningen og ikke av identiteten til det oppløste.
Menneskekroppens celler, planteceller og løsninger som frostvæske og iskrem er avhengig av kolligative egenskaper.
TL; DR (for lang; ikke lest)
For lang tid; leste ikke (TL; DR)
Det er fire colligative egenskaper: damptrykk, kokepunkt, frysepunkt og osmotisk trykk. Disse fysiske egenskapene til løsningene avhenger bare av forholdet mellom antall partikler av løst stoff og løsningsmiddel i oppløsningen og ikke av hva løsningen er.
Å redusere damptrykket ved å legge til en løsning
Et løsningsmiddel (for eksempel vann) har et damptrykk betegnet med pl. Dette er lik en atmosfære av trykk.
På likevekt, har gassfasen (slik som vanndamp) over løsningsmidlet et delvis trykk lik pl. Tilsetting av et oppløst stoff (som bordsalt, NaCl), reduserer delvis trykket til løsningsmidlet i gassfasen. Nedgangen i damptrykk er forårsaket av at løsningsmiddelmolekylene på overflaten av løsningen erstattes av oppløste molekyler. Oppløsningsmiddelmolekylene "mengder" fordampning. Fordi det er mindre løsningsmiddelmolekyler på overflaten, synker damptrykket.
Kokepunktheving i en blanding
Tilførsel av løsningsmiddel fordampes i det vesentlige. Kokepunktheving, eller øke temperaturen som løsningsmidlet koker opp, oppstår av en lignende grunn som damptrykksdepresjon. Den økte mengden av oppløst stoff på overflaten hemmer fordampning av løsningsmidlet, så det krever mer energi tilførsel for å oppnå kokepunktet.
Dette antar at løsningen er ikke-flyktig, det vil si at den har et lavt damptrykk ved romtemperatur. Et flyktig oppløsningsmiddel med et lavere kokepunkt enn løsningsmidlet kan faktisk trykke ned kokepunktet. Benzen er et eksempel på en flyktig organisk forbindelse (VOC).
Frysepunktdepresjon i en blanding
Frysepunktet til en løsning vil være lavere enn det for det rene oppløsningsmidlet. Frysepunktet er temperaturen hvor en væske blir fast ved 1 atmosfære. Frysepunkt depresjon betyr at frysetemperaturen senkes. Dette betyr at væsken må være kaldere for å oppnå frysing. Årsaken til at dette skjer er fordi tilstedeværelsen av et oppløst stoff introduserer mer forstyrrelser i systemet enn det som var til stede med bare løsningsmiddelmolekylene. Derfor må blandingen være kaldere for å overvinne effektene av det mer forstyrrede systemet.
En praktisk anvendelse av denne colligative egenskapen er frostvæske. Frysepunktet for en 50/50 løsning av etylenglykol (CH2(OH) CH2(OH)) er -33 grader Celsius (-27,4 grader Fahrenheit), sammenlignet med 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit). Frostvæske blir lagt til bilens radiator, slik at bilen må utsettes for mye lavere temperaturer før vannet i bilens system fryser.
Osmotisk trykk øker for løsninger
osmose oppstår når løsningsmiddelmolekyler beveger seg gjennom en semipermeabel membran. Den ene siden av membranen kan inneholde løsningsmiddel, og den andre siden av membranen vil inneholde løst stoff. Bevegelse av løsningsmiddel skjer fra et område med høyere konsentrasjon til et område med lavere konsentrasjon, eller fra høyere kjemisk potensial til lavere kjemisk potensial til en likevekt er nådd. Denne strømningen oppstår naturlig, så det må påføres noe trykkinngang på den løste siden for å stoppe strømmen.
De osmotisk trykk er trykket som ville stoppe den strømmen. Osmotisk trykk øker generelt for løsninger. Jo mer løste molekyler det er, jo mer presses løsemiddelmolekylene sammen. Tilstedeværelsen av oppløste molekyler på den ene siden av membranen gjør at færre løsningsmiddelmolekyler kan krysse inn i løsningssiden. Det osmotiske trykket er direkte relatert til konsentrasjonen av løst stoff: mer løst stoff oversetter til et høyere osmotisk trykk.
Koligative egenskaper og molalitet
Kolligative egenskaper er alle avhengige av molaliteten (m) i en løsning. Molalitet er definert som mol oppløst stoff / kg løsningsmiddel. Jo mer, eller mindre, av et oppløst stoff som er tilstede i forhold til løsningsmidlet, vil påvirke beregningene av de fire kolligative egenskaper som er skissert ovenfor.