KOLLIGATIVA EGENSKAPER (MED FORMLER) - KEMI - 2026

Den samverkande egenskapen är vilken som helst egenskap hos ett ämne som beror på eller varierar beroende på antalet partiklar som finns i det (i form av molekyler eller atomer), utan att bero på typen av partiklar.

Med andra ord kan dessa också förklaras som egenskaper hos lösningar som beror på förhållandet mellan antalet lösta partiklar och antalet lösningsmedelspartiklar. Detta koncept infördes 1891 av den tyska kemisten Wilhelm Ostwald, som klassificerade egenskaperna för lösta ämnen i tre kategorier.

Dessa kategorier hävdade att de sammansatta egenskaperna endast berodde på koncentrationen och temperaturen hos det lösta ämnet och inte på dess partiklar.

Vidare beror tillsatsegenskaper såsom massa på sammansättningen av det lösta ämnet, och konstitutionella egenskaper beror mer på molekylstrukturen hos det lösta ämnet.

Kolligativa egenskaper

Kolligativa egenskaper studeras huvudsakligen för utspädda lösningar (på grund av deras nästan idealiska beteende) och är som följer:

Minska ångtrycket

Det kan sägas att ångtrycket för en vätska är jämviktstrycket för ångmolekylerna med vilken vätskan är i kontakt.

På samma sätt förklaras förhållandet mellan dessa tryck genom Raoults lag, som uttrycker att komponentens partiella tryck är lika med produkten från komponentens molfraktion med komponentens ångtryck i dess rena tillstånd:

P _A = X _A . Pº _A

I detta uttryck:

P _A = Partiellt ångtryck för komponent A i blandningen.

X _A = molfraktion av komponent A.

Pº _A = Ångtryck för ren komponent A.

I fallet med en minskning av ångtrycket hos ett lösningsmedel, inträffar detta när en icke-flyktig löslig substans tillsättes för att bilda en lösning. Som är känt och per definition har en icke-flyktig substans ingen tendens att avdunsta.

Av detta skäl, desto mer av detta lösta ämne tillsätts till det flyktiga lösningsmedlet, desto lägre blir ångtrycket och desto mindre lösningsmedel kan undgå att bli ett gasformigt tillstånd.

När lösningsmedlet avdunstar naturligt eller med kraft kommer en mängd lösningsmedel att lämnas utan indunstning tillsammans med det icke-flyktiga lösta ämnet.

Detta fenomen kan förklaras bättre med begreppet entropi: när molekylerna gör övergången från vätskefasen till gasfasen ökar systemets entropi.

Detta innebär att entropin för denna gasfas alltid kommer att vara större än vätsketillståndet, eftersom gasmolekylerna upptar en större volym.

Om entropin för vätsketillståndet ökar genom utspädning, även om det är kopplat till ett löst ämne, minskar skillnaden mellan de två systemen. Av detta skäl minskar även minskningen av entropi ångtrycket.

Kokningstemperaturökning

Kokpunkten är den temperatur vid vilken det finns jämvikt mellan vätske- och gasfaserna. Vid denna tidpunkt är antalet gasmolekyler som vrider vätska (kondensering) lika med antalet flytande molekyler som förångas till gas.

Tillsatsen av ett löst ämne får koncentrationen av flytande molekyler att utspädas, vilket gör att indunstningsgraden minskar. Detta genererar en förändring i kokpunkten för att kompensera för förändringen i lösningsmedelskoncentrationen.

Med andra enklare ord är kokningstemperaturen för en lösning högre än lösningsmedlets i dess rena tillstånd. Detta uttrycks av ett matematiskt uttryck som visas nedan:

ΔT _b = i. K _b . m

I detta uttryck:

AT _b = T _b (lösning) - T _b (lösningsmedel) = Variation av koktemperaturen.

i = van't Hoff-faktor.

K _b = Boiling konstant av lösningsmedlet (0,512 ° C / molal för vatten).

m = Molalitet (mol / kg).

Sänker frysetemperaturen

Frysetemperaturen för ett rent lösningsmedel kommer att minska när en mängd lösta ämnen tillsätts, eftersom det påverkas av samma fenomen som ångtrycket minskar.

Detta händer eftersom, eftersom lösningsmedlets ångtryck sänks genom utspädning av ett löst ämne, kommer en lägre temperatur att krävas för att det ska frysa.

Frysningsprocessens natur kan också beaktas för att förklara detta fenomen: för att en vätska ska frysa måste den nå ett ordnat tillstånd i vilket det slutar bilda kristaller.

Om det finns föroreningar i vätskan i form av lösta ämnen beställs vätskan mindre. Av detta skäl kommer lösningen att ha svårare att frysa än ett lösningsmedel utan föroreningar.

Denna minskning uttrycks som:

ΔT _f = -i. K _f . m

I ovanstående uttryck:

ΔT _f = T _f (lösning) - T _f (lösningsmedel) = Variation av frysstemperaturen.

i = van't Hoff-faktor.

K _f = Frysning konstant av lösningsmedlet (1,86 ° C kg / mol för vatten).

m = Molalitet (mol / kg).

Osmotiskt tryck

Processen känd som osmos är ett lösningsmedels tendens att passera genom ett halvpermeabelt membran från en lösning till en annan (eller från ett rent lösningsmedel till en lösning).

Detta membran representerar en barriär genom vilken vissa ämnen kan passera och andra kan inte, som i fallet med semipermeabla membran i cellväggarna i djur- och växtceller.

Osmotiskt tryck definieras sedan som det minsta trycket som måste appliceras på en lösning för att stoppa passagen av dess rena lösningsmedel genom ett semipermeabelt membran.

Det är också känt som måttet på en tendens hos en lösning att ta emot det rena lösningsmedlet på grund av effekten av osmos. Den här egenskapen är kolligativ eftersom den beror på koncentrationen av löst ämne i lösningen, vilket uttrycks som ett matematiskt uttryck:

Π. V = n. R. T, eller också π = M. R. T

I dessa uttryck:

n = Antal molpartiklar i lösningen.

R = Universalgasskonstant (8.314472 J.K ^-1 . Mol ^-1 ).

T = temperatur i Kelvin.

M = Molaritet.

referenser

1. Wikipedia. (Sf). Colligativa egenskaper. Hämtad från en.wikipedia.org
2. FÖRE KRISTUS. (Sf). Colligativa egenskaper. Återställdes från opentextbc.ca
3. Bosma, WB (nd). Colligativa egenskaper. Hämtad från chemistryexplained.com
4. Sparknotes. (Sf). Colligativa egenskaper. Återställdes från sparknotes.com
5. University, FS (sf). Colligativa egenskaper. Hämtad från chem.fsu.edu