Kollektiiviset ominaisuudet (kaavoilla)



 kollegatiivista omaisuutta on aineen jokin ominaisuus, joka riippuu siinä olevien hiukkasten lukumäärästä (molekyylien tai atomien muodossa) tai vaihtelee sen mukaan, riippumatta näiden hiukkasten luonteesta.

Toisin sanoen nämä voidaan selittää myös liuosten ominaisuuksina, jotka riippuvat liukoisten hiukkasten lukumäärän ja liuotinhiukkasten lukumäärän välisestä suhteesta. Tämä käsite otettiin käyttöön vuonna 1891 saksalainen apteekki Wilhelm Ostwald, joka luokitteli liuenneet ominaisuudet kolmeen luokkaan.

Nämä luokat julistivat, että kolligatiiviset ominaisuudet riippuvat yksinomaan liuenneen aineen pitoisuudesta ja lämpötilasta eikä sen hiukkasten luonteesta..

Lisäksi additiiviset ominaisuudet, kuten massa, riippuivat liuenneen aineen koostumuksesta, ja perustuslailliset ominaisuudet riippuivat enemmän liuoksen molekyylirakenteesta..

indeksi

  • 1 Kollektiiviset ominaisuudet
    • 1.1 Höyrynpaineen lasku
    • 1.2 Kiehumislämpötilan nousu
    • 1.3 Jäähdytyslämpötilan alentaminen
    • 1.4 Osmoottinen paine
  • 2 Viitteet

Kollektiiviset ominaisuudet

Kollektiivisia ominaisuuksia tutkitaan pääasiassa laimennetuissa liuoksissa (lähes ihanteellisen käyttäytymisen vuoksi), ja ne ovat seuraavat:

Höyrynpaineen lasku

Voidaan sanoa, että nesteen höyrynpaine on niiden höyrymolekyylien tasapainopaine, joiden kanssa tämä neste on kosketuksissa.

Myös näiden paineiden suhde selittyy Raoultin laissa, jossa todetaan, että komponentin osapaine on yhtä suuri kuin komponentin mooliosuuden tuote komponentin höyrynpaineen puhtaassa tilassa:

P = X . Pº

Tässä lausekkeessa:

P = Komponentin A osittainen höyrynpaine seoksessa.

X = Komponentin A mooliosa.

Pº= Puhtaan komponentin A höyrynpaine.

Jos liuottimen höyrynpaine laskee, tämä tapahtuu, kun liukenematonta liuosta lisätään liuoksen muodostamiseksi. Kuten tiedetään ja määritelmän mukaan ei-haihtuvalla aineella ei ole taipumusta haihtua.

Tästä syystä mitä enemmän tätä liuosta lisätään haihtuvaan liuottimeen, sitä alhaisempi höyrynpaine ja mitä vähemmän liuotinta se voi poistua päästäkseen kaasumaiseen tilaan..

Siten, kun liuotin haihdutetaan luonnollisesti tai pakotetusti, se on lopulta määrä liuotinta haihtumatta yhdessä haihtumattoman liuoksen kanssa.

Tätä ilmiötä voidaan selittää paremmin entropian käsitteellä: kun molekyylit siirtyvät nestefaasista kaasufaasiin, järjestelmän entropia kasvaa.

Tämä tarkoittaa, että tämän kaasumaisen faasin entropia on aina suurempi kuin nestemäisen tilan, koska kaasumolekyylit käyttävät suurempaa tilavuutta.

Sitten, jos nestemäisen tilan entropiaa lisätään laimentamalla, vaikka se on sitoutunut liukoiseen aineeseen, näiden kahden järjestelmän välinen ero pienenee. Sen vuoksi entropian väheneminen myös vähentää höyrynpainetta.

Kiehumislämpötilan nousu

Kiehumispiste on se lämpötila, jossa nesteen ja kaasumaisen faasin välillä on tasapaino. Tässä vaiheessa nestemäiseen tilaan kulkeutuvien kaasumolekyylien lukumäärä (lauhdutus) on yhtä suuri kuin kaasua haihtuvan nesteen molekyylien lukumäärä.

Liuottimen aggregaatio aiheuttaa nestemäisten molekyylien konsentraation laimentamisen, jolloin haihtumisnopeus pienenee. Tämä muodostaa kiehumispisteen muutoksen liuottimen konsentraation muutoksen kompensoimiseksi.

Muissa yksinkertaisemmissa sanoissa kiehumislämpötila liuoksessa on korkeampi kuin liuottimen puhtaan tilan. Tämä ilmaistaan ​​matemaattisella ilmaisulla, joka näkyy alla:

.DELTA.Tb = i. Kb . m

Mainitussa ilmaisussa:

.DELTA.Tb = Tb (liuos) - Tb (liuotin) = kiehumislämpötilan vaihtelu.

i = Factor van't Hoff.

Kb = Liuottimen kiehumisvakio (0,512 ºC / molaali vedelle).

m = molaliteetti (mol / kg).

Jäähdytyslämpötilan alentaminen

Puhtaan liuottimen jäätymislämpötila pienenee, kun lisäät liuoksen määrää, koska siihen vaikuttaa sama ilmiö, joka vähentää höyrynpainetta.

Tämä johtuu siitä, että liuottimen höyrynpaineen alentaminen laimentamalla liuotin vaatii alhaisemman lämpötilan jäädyttämiseksi.

Jäähdytysprosessin luonne voidaan ottaa huomioon myös tämän ilmiön selittämiseksi: nesteen jäädyttämiseksi sen on saavutettava kunnollinen tila, jossa se päätyy muodostamaan kiteitä.

Jos nesteen sisällä on epäpuhtauksia liuosten muodossa, neste on vähemmän tilattu. Tästä syystä liuoksella on suurempia vaikeuksia jäädyttää kuin liuotin, jossa ei ole epäpuhtauksia.

Tämä vähennys ilmaistaan ​​seuraavasti:

.DELTA.TF = -i. KF . m

Edellisessä ilmaisussa:

.DELTA.TF = TF  (liuos) - TF  (liuotin) = jäätymislämpötilan vaihtelu.

i = Factor van't Hoff.

KF = Liuottimen jäädytysvakio (1,86 ºC kg / mol vedessä).

m = molaliteetti (mol / kg).

Osmoottinen paine

Osmoosina tunnettu menetelmä on liuottimen taipumus kulkea puoliläpäisevän kalvon läpi yhdestä liuoksesta toiseen (tai puhtaasta liuottimesta liuokseen).

Tämä kalvo on este, jonka läpi jotkut aineet voivat kulkea, ja toiset eivät voi, kuten puoli- läpäisevien kalvojen tapauksessa eläin- ja kasvisolujen soluseinissä..

Sen jälkeen osmoottinen paine määritellään minimipaineeksi, joka on sovellettava liuokseen puhtaan liuottimen kulkeutumisen pysäyttämiseksi puoliläpäisevän kalvon läpi.

Tunnetaan myös liuoksen taipumusta saada puhdas liuotin osmoosin vaikutuksesta. Tämä ominaisuus on kollegatiivinen, koska se riippuu liuoksen liuoksen konsentraatiosta, joka ilmaistaan ​​matemaattisena ilmaisuna:

Π. V = n. R. T tai myös π = M. R. T

Näissä ilmaisuissa:

n = hiukkasten moolimäärä liuoksessa.

R = yleinen kaasuvakio (8.314472 J. K-1 . mol-1).

T = lämpötila Kelvinissä.

M = Molariteetti.

viittaukset

  1. Wikipedia. (N.D.). Kollektiiviset ominaisuudet. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org
  2. BC. (N.D.). Kollektiiviset ominaisuudet. Palautettu opentextbc.ca
  3. Bosma, W. B. (s.f.). Kollektiiviset ominaisuudet. Haettu osoitteesta chemistryexplained.com
  4. SparkNotes. (N.D.). Kollektiiviset ominaisuudet. Haettu osoitteesta sparknotes.com
  5. University, F. S. (s.f.). Kollektiiviset ominaisuudet. Haettu osoitteesta chem.fsu.edu