خصائص الخصائص التجميعية

تتضمن الخصائص التجميعية دراسات حول الخصائص الفيزيائية للحلول، بتعبير أدق عن وجود مذيب في وجود مادة مذابة.

على الرغم من أنه ليس على حد علمنا ، فإن الخصائص التجميعية تستخدم على نطاق واسع في العمليات الصناعية وحتى في المواقف اليومية المختلفة.

المتعلقة بهذه الخصائص هي الثوابت الفيزيائية، على سبيل المثال ، درجة حرارة الغليان أو الانصهار لبعض المواد.

كمثال ، يمكننا الاستشهاد بعملية صناعة السيارات ، مثل إضافة مواد مضافة إلى مشعات السيارة. وهذا يفسر سبب عدم تجميد الماء في المبرد في الأماكن الباردة.

العمليات التي يتم إجراؤها مع الأطعمة ، مثل تمليح اللحوم أو حتى الأطعمة المشبعة بالسكر ، تمنع تدهور وانتشار الكائنات الحية.

بالإضافة إلى تحلية المياه (إزالة الملح) وكذلك نثر الملح على الثلج في بعض الأماكن حيث يكون الشتاء قاسياً للغاية ، تأكد من أهمية معرفة التأثيرات التجميعية حلول.

هل تريد معرفة المزيد عن المفاهيم المتعلقة بالخصائص التجميعية؟ اقرأ المقالات:

• الدول الفيزيائية للمياه
• نقطة الانصهار ودرجة الغليان
• تحلية المياه
• فصل المخاليط

مذيب ومذاب

بادئ ذي بدء ، يجب أن ننتبه إلى مفاهيم مذيب ومذاب، كلا مكوني الحل:

• مذيب: مادة تذوب.
• المذاب: مادة ذائبة.

كمثال ، يمكننا التفكير في محلول من الماء بالملح ، حيث يمثل الماء المذيب والملح ، المذاب.

اريد معرفة المزيد؟ اقرأ أيضا الذوبان.

التأثيرات التجميعية: أنواع الخصائص التجميعية

ترتبط التأثيرات التجميعية بالظواهر التي تحدث مع المذابات والمذيبات في المحلول ، وتصنف على أنها:

تأثير Tonometric

Tonoscopy ، المعروف أيضًا باسم قياس التوتر ، هو ظاهرة يتم ملاحظتها عند انخفاض في الحد الأقصى لضغط بخار السائل (مذيب).

مخطط تأثير Tonometric

يحدث هذا من خلال إذابة مادة مذابة غير متطايرة. لذلك ، يقلل المذاب من قدرة تبخر المذيب.

يمكن حساب هذا النوع من التأثير التجميعي بالتعبير التالي:

Δ_ص = ص₀ - ص

أين،

Δ_ص: التخفيض المطلق لأقصى ضغط بخار للمحلول
ص₀: أقصى ضغط بخار لسائل نقي عند درجة حرارة t
ص: أقصى ضغط بخار للمحلول عند درجة حرارة t

تأثير Ebuliometric

التنظير الإيبوليوسكوبي ، المعروف أيضًا باسم قياس الإيبوليومتري ، هو ظاهرة تساهم في زيادة في تغير درجة حرارة السائل أثناء عملية الغليان.

رسم بياني للتأثير الإلكتروني

يحدث هذا من خلال إذابة مادة مذابة غير متطايرة ، على سبيل المثال ، عندما نضيف السكر إلى الماء الذي على وشك الغليان ، تزداد درجة حرارة غليان السائل.

يُحسب ما يسمى بتأثير قياس الإيبوليومتري (أو مقياس الإيبوليسكوب) بالتعبير التالي:

ر_و = ر_و - ت₀

أين،

ر_و: ارتفاع درجة غليان المحلول
ر_و: درجة حرارة الغليان الأولية للمحلول
ر₀: درجة حرارة غليان سائل نقي

تأثير Cryometric

التنظير بالتبريد ، الذي يُطلق عليه أيضًا اسم القياس بالتبريد ، هو عملية يتم فيها استخدام انخفاض درجة حرارة التجمدمن حل.

رسم بياني للتأثيرات المبردة

هذا لأنه عندما يذوب المذاب غير المتطاير في سائل ، تنخفض درجة حرارة التجمد للسائل.

مثال على التنظير بالتبريد هو المواد المضافة المضادة للتجمد التي توضع في مشعات السيارة في الأماكن التي تكون فيها درجة الحرارة منخفضة للغاية. هذه العملية تمنع تجمد الماء مما يساعد على حياة محركات السيارات.

إضافة إلى أن الملح ينتشر في الشوارع في الأماكن التي يكون الشتاء فيها شديد البرودة ، مما يمنع تراكم الجليد على الطرقات.

لحساب هذا التأثير التجميعي ، يتم استخدام الصيغة التالية:

ر_ç = ر₀ - ت_ç

أين،

ر_ç: خفض درجة حرارة التجمد للمحلول
ر₀: درجة حرارة التجمد للمذيب النقي
ر_ç: درجة حرارة التجميد الأولية للمذيب في المحلول

تحقق من تجربة على هذه الخاصية على: تجارب الكيمياء

قانون راولت

اقترح الكيميائي الفرنسي فرانسوا ماري راولت (1830-1901) ما يسمى "قانون رولت".

درس التأثيرات التجميعية (قياس التوتر ، قياس الضغط ، وقياس درجات الحرارة) ، مما ساعد في دراسات الكتل الجزيئية للمواد الكيميائية.

من خلال دراسة الظواهر المرتبطة بذوبان وغليان الماء ، توصل إلى استنتاج مفاده أنه عند إذابة 1 مول من أي مذاب غير متطاير وغير أيوني في 1 كجم من المذيب ، لديك دائمًا نفس مقياس توتر العين أو مقياس الإيبوليومتري أو كريومتري.

وبالتالي ، يمكن التعبير عن قانون رولت على النحو التالي:

“في محلول مذاب غير متطاير وغير أيوني ، يتناسب التأثير التجميعي مع مولالي المحلول.”.

يمكن التعبير عنها على النحو التالي:

ص_{المحلول} = س_مذيب. ص_{مذيب نقي}

اقرأ أيضًا عن عدد المولي والكتلة المولية.

قياس التناضح

قياس التناضح هو نوع من الخصائص التجميعية المرتبطة بـ الضغط الاسموزي للمحاليل.

تذكر أن التناضح هو عملية فيزيائية كيميائية تتضمن مرور الماء من وسط أقل تركيزًا (منخفض التوتر) إلى وسط أكثر تركيزًا (مفرط التوتر).

يحدث هذا من خلال غشاء شبه نافذ ، والذي يسمح فقط بمرور الماء.

عمل غشاء شبه منفذ بعد فترة

الاتصال الضغط الاسموزي إنه الضغط الذي يسمح للماء بالتحرك. بمعنى آخر ، هو الضغط الذي يمارس على المحلول ، والذي يمنع تخفيفه عن طريق تمرير المذيب النقي عبر الغشاء شبه المنفذ.

لذلك ، فإن قياس التناضح هو دراسة وقياس الضغط الاسموزي في المحاليل.

لاحظ أنه في تقنية تحلية المياه (إزالة الملح) تسمى العملية التناضح العكسي.

اقرأ المزيد عن التنافذ.

قوانين قياس التناضح

كان الفيزيائي والكيميائي الهولندي جاكوبوس هنريكوس فانليت هوف (1852-1911) مسؤولاً عن فرض قانونين مرتبطين بقياس التناضح.

يمكن التعبير عن القانون الأول على النحو التالي:

“عند درجة حرارة ثابتة ، يتناسب الضغط الاسموزي طرديًا مع مولارية المحلول.”

في القانون الثاني الذي فرضه ، لدينا البيان التالي:

“في المولارية الثابتة ، يتناسب الضغط الأسموزي طرديًا مع درجة الحرارة المطلقة للمحلول.”

لذلك ، لحساب الضغط الاسموزي للمحاليل الجزيئية والمخففة ، يتم استخدام الصيغة:

π = MRT

يجري،

π: الضغط الاسموزي للمحلول (atm)
م: مولارية المحلول (مول / لتر)
ر: الثابت العام للغازات الكاملة = 0.082 ضغط جوي. لتر / مول. ك
تي: درجة الحرارة المطلقة للمحلول (K)

اقرأ أيضا مولارية.

تمارين امتحان القبول مع الملاحظات

1. عند مقارنة مقاليين ، في نفس الوقت على شعلتين متطابقتين على نفس الموقد ، لوحظ أن الضغط الغازات في الماء المغلي في قدر الضغط المغلق أكبر من الماء المغلي في قدر الضغط افتح.

في هذه الحالة ، وإذا كانت تحتوي على نفس الكميات تمامًا من جميع المكونات ، فيمكننا ذلك لتوضيح ذلك ، مقارنة بما يحدث في المقلاة المفتوحة ، وقت الطهي في قدر الضغط مغلق سيكون:

أ) أقل ، لأن درجة حرارة الغليان ستكون أقل.
ب) أقل ، لأن درجة حرارة الغليان ستكون أعلى.
ج) أصغر ، لأن درجة حرارة الغليان لا تختلف مع الضغط.
د) متساوية ، لأن درجة حرارة الغليان مستقلة عن الضغط.
هـ) أعلى لأن الضغط سيكون أعلى.

انظر للاجابة

البديل ب

2. (UFRN) في أماكن الشتاء القارس ، من المعتاد إضافة كمية معينة من الإيثيلين جلايكول إلى الماء في مشعات السيارة. استخدام المحلول بدلاً من الماء كمبرد لأن المحلول يحتوي على:

أ) انخفاض حرارة الانصهار.
ب) انخفاض نقطة التجمد.
ج) نقطة تجمد أعلى.
د) ارتفاع حرارة الاندماج.

انظر للاجابة

البديل ب

3. (Vunesp) إحدى طرق التئام الجروح ، وفقًا للاعتقاد السائد ، هي وضع السكر أو مسحوق القهوة عليها. تتم دراسة الخاصية التجميعية التي تفسر بشكل أفضل إزالة السائل ، من خلال الإجراء الموصوف ، لصالح الشفاء ، من خلال:

أ) قياس التناضح.
ب) التنظير بالتبريد.
ج) التنظير.
د) تنظير الصوت.
ه) القياسات الإيبوليومترية.

انظر للاجابة

بديل ل

4. (UFMG) في الفريزر ، هناك خمس طرق تحتوي على سوائل مختلفة ، لصنع الثلج ومثلجات الليمون. إذا تم وضع القوالب في الفريزر في نفس الوقت وتم وضعها في درجة الحرارة في البداية ، فإن القالب الذي يحتوي على 500 مل من: سيتم تجميده أولاً

أ) الماء النقي.
ب) محلول في الماء يحتوي على 50 مل من عصير الليمون.
ج) محلول في الماء يحتوي على 100 مل من عصير الليمون.
د) محلول في الماء يحتوي على 50 مل من عصير الليمون و 50 غرام من السكر.
ه) محلول في الماء يحتوي على 100 مل من عصير الليمون و 50 غرام من السكر.

انظر للاجابة

بديل ل

5. (Cesgranrio-RJ) تم تحديد نقطة انصهار المادة x ، وإيجاد قيمة أقل من الجدول المجدول لهذه المادة. قد يعني هذا أن:

أ) كانت كمية المادة المستخدمة في التحديد أقل من اللازم.
ب) كانت كمية المادة المستخدمة في التحديد أكبر من اللازم.
ج) جزء من المادة لم يذوب.
د) تحتوي المادة على شوائب.
هـ) المادة نقية 100٪.

انظر للاجابة

لبديل