Koligatyvinių sprendimų savybių supratimas

Besisukantis ledo pardavėjas gamindamas ledo ritinius visada prideda valgomosios druskos prie ledo kubelių. Ar žinote, kodėl taip buvo padaryta? Ištirkite tai, kad druskos būtų dedama taip, kad ledo kubeliai greitai neištirptų, turint omenyje, kad besisukančio ledo gamybai tam tikrą laiką reikia šalčio. Šį įvykį galima paaiškinti koligatyvaus sprendimo pobūdžio samprata.

Tada ką reiškia sprendimo koligatyvumas? Koligatyvus tirpalo pobūdis yra komponentas, kuris priklauso nuo ištirpusios medžiagos dalelių, esančių tirpiklio kiekyje tam tikromis sąlygomis, skaičiaus. Šis koligatyvus pobūdis nepriklauso nuo kiekvienos dalelės savybių ir būsenos. Kaip žinoma, tirpalą sudaro ištirpusios medžiagos ir tirpiklis, kur vanduo yra geriausias tirpiklis, dažnai naudojamas ir žinomas kaip vanduo.

Kai susidaro tirpalas, ištirpusio tirpalo cheminės savybės drastiškai nepasikeis, tačiau jo fizinės savybės smarkiai pasikeis. Fizinių savybių pokyčiai, kurie yra koligatyvinės savybės, yra virimo temperatūros padidėjimas (ΔTb), garų slėgio (ΔP) sumažėjimas, osmosinis slėgis (π) ir užšalimo temperatūros sumažėjimas (ΔTf).

Garų slėgio sumažėjimas

Jei ištirpusios medžiagos yra nepastovios (nelakios; garų slėgio negalima išmatuoti), tirpalo garų slėgis visada bus mažesnis nei gryno lakiųjų tirpiklių garų slėgis. Tai galima iliustruoti formule:

ΔP = P0 - P

ΔP = X t x P0

P = P0 x X n

Informacija:

ΔP = garų slėgio kritimas (atm)

P0 = gryno tirpiklio sočiųjų garų slėgis (atm)

P = tirpalo sočiųjų garų slėgis (atm)

X t = mo ištirpusios medžiagos frakcija

X p = tirpiklio molio frakcija

Virimo taško padidėjimas

Virimo temperatūra yra temperatūra, kai skysčio garų slėgis tampa lygus atmosferos slėgiui. Tirpiklyje pridedant nelakios ištirpusios medžiagos, sumažėja garų slėgis.

(Taip pat skaitykite: Svarbios elektrocheminių ląstelių ir jų serijų charakteristikos)

Susidaręs tirpalas turi būti pašildytas iki aukštesnės temperatūros, kad garų slėgis būtų lygus atmosferos slėgiui. Todėl tirpalo virimo temperatūra yra aukštesnė nei gryno tirpiklio.

Skirtumas tarp tirpalo virimo taškų ir gryno tirpiklio vadinamas virimo temperatūros padidėjimu. Tai galima suformuluoti taip:

ΔTb = tirpalo virimo temperatūra - tirpiklio virimo temperatūra

ΔTb = kb xm

Informacija:

ΔTb = tirpalo virimo temperatūros padidėjimas (0C)

Kb = pastovus molinės virimo temperatūros padidėjimas (0C / molinis)

m = ištirpusios medžiagos moliškumas (gramais)

Užšalimo taško lašas

Užšalimo taškas yra temperatūra, kai medžiagos skysčiams ir kietosioms medžiagoms būdingas vienodas garų slėgis. Tirpalo pridėjimas prie tirpiklio gali sumažinti garų slėgį. Tirpalo garų slėgio temperatūros kreivė yra žemiau gryno tirpiklio kreivės. Todėl tirpalo užšalimo temperatūra yra žemesnė nei gryno tirpiklio užšalimo temperatūra. Kur užšalimo taško sumažinimo formulė yra:

ΔTf = tirpiklio užšalimo temperatūra - tirpalo virimo temperatūra

ΔTf = kf xm

Informacija:

ΔTf = tirpalo užšalimo taško sumažėjimas (0C)

Kf = molinė užšalimo taško kritimo konstanta (0C / molinė)

Osmoso slėgis

Mažiausias slėgis, kuris apsaugo nuo osmoso, vadinamas osmosiniu slėgiu. Kai du skirtingi tirpalai yra atskirti pusiau laidžia membrana (membrana, kurią galima praleisti tik per tirpiklio daleles, bet ne ištirpusios medžiagos daleles), atsiranda osmoso reiškinys. Osmosinio slėgio formulė yra: π = M x R x T

Informacija:

Π = osmosinis slėgis (atm)

R = dujų slėgis (0,0082 atm L / mol K)

T = temperatūra (K)

M = moliarumas (molinis)