Колигативните свойства включват проучвания върху физични свойства на разтворите, по-точно на разтворител в присъствието на разтворено вещество.
Въпреки че не са ни известни, колигативните свойства се използват широко в индустриални процеси и дори в различни ежедневни ситуации.
Свързани с тези свойства са физически константинапример температурата на кипене или топене на определени вещества.
Като пример можем да посочим процеса на автомобилната индустрия, като добавяне на добавки към автомобилните радиатори. Това обяснява защо на по-студени места водата в радиатора не замръзва.
Процесите, извършвани с храни, като осоляване на месо или дори храни, наситени със захар, предотвратяват влошаването и разпространението на организмите.
Освен това обезсоляването на водата (отстраняване на солта), както и разпространението на сол върху сняг на места където зимата е много сурова, потвърдете важността на познаването на колективните ефекти върху решения.
Искате ли да научите повече за понятия, свързани с колигативни свойства? Прочетете статиите:
- Физически състояния на водата
- Точка на топене и точка на кипене
- Обезсоляване на водата
- Разделяне на смеси
Разтворител и разтворено вещество
На първо място, трябва да обърнем внимание на понятията за разтворител и разтворено вещество, двата компонента на разтвор:
- Разтворител: вещество, което се разтваря.
- Разтворено вещество: разтворено вещество.
Като пример можем да си представим разтвор на вода със сол, където водата представлява разтворителя, а солта - разтвореното вещество.
Искате ли да знаете повече? Прочетете и вие Разтворимост.
Колигативни ефекти: Видове колигативни свойства
Колигативните ефекти са свързани с явления, които се случват с разтворените вещества и разтворители на разтвор, като се класифицират като:
Тонометричен ефект
Тоноскопията, наричана още тонометрия, е явление, което се наблюдава, когато намаляване на максималното налягане на парите на течността (разтворител).
Диаграма на тонометричния ефект
Това се случва чрез разтваряне на нелетливо разтворено вещество. Следователно разтвореното вещество намалява изпарителната способност на разтворителя.
Този вид колигативен ефект може да се изчисли чрез следния израз:
ΔP = p0 - P
Където,
ΔP: абсолютно понижаване на максималното налягане на парите към разтвора
P0: максимално налягане на парите на чиста течност, при температура t
P: максимално налягане на парите на разтвора при температура t
Ебулиометричен ефект
Ебулиоскопията, наричана още ебулиометрия, е феномен, който допринася за увеличаване на температурните вариации на течността по време на процеса на кипене.
Графика на ебулиометричния ефект
Това се случва чрез разтваряне на нелетливо разтворено вещество, например, когато добавяме захар към водата, която е на път да заври, температурата на кипене на течността се увеличава.
Така нареченият ебулиометричен (или ебулиоскопски) ефект се изчислява чрез следния израз:
Tи = tи - T0
Където,
Tи: повишаване на температурата на кипене на разтвора
Tи: начална температура на кипене на разтвора
T0: температура на кипене на чиста течност
Криометричен ефект
Криоскопията, наричана още криометрия, е процес, при който понижаване на температурата на замръзванена решение.
Графика на криометричния ефект
Това е така, защото когато едно нелетливо разтворено вещество се разтвори в течност, температурата на замръзване на течността намалява.
Пример за криоскопия са антифризните добавки, които се поставят в автомобилните радиатори на места, където температурата е много ниска. Този процес предотвратява замръзването на водата, помагайки за живота на автомобилните двигатели.
Освен това солта се разпространява по улиците на места, където зимата е много студена, предотвратява натрупването на лед по пътищата.
За да се изчисли този колегативен ефект, се използва следната формула:
T° С = t0 - T° С
Където,
T° С: понижаване на температурата на замръзване на разтвора
T0: температура на замръзване на чист разтворител
T° С: начална температура на замръзване на разтворителя в разтвора
Вижте експеримент върху това свойство на адрес: Експерименти с химия
Законът на Раул
Така нареченият „Закон на Раул“ е предложен от френския химик Франсоа-Мари Раул (1830-1901).
Той изучава колигативните ефекти (тонометрични, ебулиометрични и криометрични), помагайки при изследванията на молекулните маси на химичните вещества.
Изследвайки явленията, свързани с топенето и кипенето на вода, той стигна до извода, че: при разтваряне на 1 мол от всяко нелетливо и нейонозно разтворено вещество в 1 kg разтворител винаги има еднакви тонометрични, ебулиометрични или криометричен.
По този начин Законът на Раул може да бъде изразен по следния начин:
“В нелетлив и нейонен разтвор на разтворено вещество, колигативният ефект е пропорционален на молалността на разтвора.”.
Тя може да бъде изразена по следния начин:
Pрешение = хразтворител. Pчист разтворител
Прочетете и за Мол номер и моларна маса.
осмометрия
Осмометрията е вид колигативно свойство, което е свързано с осмотично налягане на разтворите.
Не забравяйте, че осмозата е физикохимичен процес, който включва преминаването на вода от по-слабо концентрирана (хипотонична) среда към по-концентрирана (хипертонична) среда.
Това става през полупропусклива мембрана, която позволява само преминаването на вода.
Полупропускливо действие на мембраната след известно време
Повикването осмотичното налягане това е налягането, което позволява на водата да се движи. С други думи, това е натискът, упражняван върху разтвора, който предотвратява разреждането му чрез преминаване на чистия разтворител през полупропускливата мембрана.
Следователно осмометрията е изследване и измерване на осмотичното налягане в разтвори.
Имайте предвид, че в техниката за обезсоляване на водата (отстраняване на солта) процесът се нарича обратна осмоза.
Прочетете повече за Осмоза.
Закони на осмометрията
Холандският физик и химик Якобус Хенрикус Ванн Хоф (1852-1911) е отговорен за постулирането на два закона, свързани с осмометрията.
Първият закон може да бъде изразен по следния начин:
“При постоянна температура осмотичното налягане е право пропорционално на моларността на разтвора.”
Във втория закон, постулиран от него, имаме следното твърдение:
“При постоянна моларност осмотичното налягане е право пропорционално на абсолютната температура на разтвора.”
Следователно за изчисляване на осмотичното налягане на молекулните и разредените разтвори се използва формулата:
π = MRT
същество,
π: осмотично налягане на разтвора (атм)
М: моларност на разтвора (mol / L)
R: универсална константа на перфектни газове = 0,082 атм. L / mol. К
T: абсолютна температура на разтвора (K)
Прочетете и вие Моларност.
Упражнения за приемни изпити с обратна връзка
1. Сравнявайки две тигани, едновременно на две еднакви горелки на една и съща печка, се забелязва, че налягането на газове във вряща вода в затворена тенджера под налягане е по-голяма от тази във вряща вода в тенджера под налягане отворена.
В тази ситуация и ако те съдържат абсолютно еднакви количества от всички съставки, можем да заявим, че в сравнение с това, което се случва в отворения съд, времето за готвене в тенджерата под налягане затворено ще бъде:
а) по-ниска, тъй като температурата на кипене ще бъде по-ниска.
б) по-ниска, тъй като температурата на кипене ще бъде по-висока.
в) по-малък, тъй като температурата на кипене не варира в зависимост от налягането.
г) равно, тъй като температурата на кипене не зависи от налягането.
д) по-високо, тъй като налягането ще бъде по-високо.
Алтернатива b
2. (UFRN) При тежки зимни места е обичайно да се добавя определено количество етилен гликол към водата в радиаторите на автомобила. Използването на разтвор вместо вода като охлаждаща течност е, защото разтворът има:
а) по-ниска топлина на синтез.
б) по-ниска точка на замръзване.
в) по-висока точка на замръзване.
г) по-висока топлина на синтез.
Алтернатива b
3. (Vunesp) Един от начините за заздравяване на рани, според общоприетото схващане, е поставянето на захар или кафе на прах върху тях. Колигативното свойство, което най-добре обяснява отстраняването на течността, чрез описаната процедура, благоприятстваща изцелението, се изучава от:
а) осмометрия.
б) криоскопия.
в) ендоскопия.
г) тоноскопия.
д) ебулиометрия.
Алтернатива на
4. (UFMG) Във фризера има пет начина, които съдържат различни течности, за приготвяне на ледено и лимоново моркови. Ако матриците се поставят във фризера по едно и също време и първоначално са с една и съща температура, матрицата, съдържаща 500 ml:, първо ще бъде замразена
а) чиста вода.
б) разтвор във вода, съдържащ 50 ml лимонов сок.
в) разтвор във вода, съдържащ 100 ml лимонов сок.
г) разтвор във вода, съдържащ 50 ml лимонов сок и 50 g захар.
д) разтвор във вода, съдържащ 100 ml лимонов сок и 50 g захар.
Алтернатива на
5. (Cesgranrio-RJ) Точката на топене на вещество х беше определена, като беше намерена стойност, по-ниска от табличната за това вещество. Това може да означава, че:
а) количеството вещество, използвано при определянето, е било по-малко от необходимото.
б) количеството вещество, използвано при определянето, е било по-голямо от необходимото.
в) част от веществото не се е стопила.
г) веществото съдържа примеси.
д) веществото е 100% чисто.
Алтернатива
