Colligative egenskaber involverer undersøgelser af fysiske egenskaber af løsningermere præcist af et opløsningsmiddel i nærværelse af et opløst stof.
Selvom det ikke er vores viden, anvendes de kolligative egenskaber i vid udstrækning i industrielle processer og endda i forskellige hverdagssituationer.
Relateret til disse egenskaber er fysiske konstanterf.eks. koge- eller smeltetemperaturen for visse stoffer.
Som et eksempel kan vi nævne bilindustriens proces, såsom at tilføje tilsætningsstoffer til bilradiatorer. Dette forklarer, hvorfor vandet i radiatoren på koldere steder ikke fryser.
Processer udført med fødevarer, såsom saltning af kød eller endda fødevarer mættet med sukker, forhindrer forringelse og spredning af organismer.
Derudover afsaltning af vand (fjernelse af salt) samt spredning af salt på sne steder hvor vinteren er meget hård, bekræft vigtigheden af at kende de kolligative virkninger på løsninger.
Vil du lære mere om begreber relateret til kolligative egenskaber? Læs artiklerne:
- Fysiske vandtilstande
- Smeltepunkt og kogepunkt
- Vandafsaltning
- Adskillelse af blandinger
Opløsningsmiddel og opløsningsmiddel
Først og fremmest skal vi være opmærksomme på begreberne opløsningsmiddel og opløst stofbegge komponenter i en løsning:
- Opløsningsmiddel: stof, der opløses.
- Opløs: opløst stof.
Som et eksempel kan vi tænke på en opløsning af vand med salt, hvor vand repræsenterer opløsningsmidlet og salt, det opløste stof.
Vil du vide mere? Læs også Opløselighed.
Colligative Effects: Typer af Colligative Properties
Colligative effekter er forbundet med fænomener, der opstår med opløsningsmidler og opløsningsmidler i en opløsning, der klassificeres som:
Tonometrisk effekt
Tonoskopi, også kaldet tonometri, er et fænomen, der observeres, når fald i væskens maksimale damptryk (opløsningsmiddel).
Tonometrisk effektdiagram
Dette sker ved opløsning af en ikke-flygtig opløsningsmiddel. Derfor reducerer opløsningsmidlet opløsningsmidlets fordampningskapacitet.
Denne type kolligativ effekt kan beregnes ved hjælp af følgende udtryk:
ΔP = s0 - P
Hvor,
ΔP: absolut sænkning af det maksimale damptryk til opløsningen
P0: maksimalt damptryk af ren væske ved temperatur t
P: opløsningens maksimale damptryk ved temperatur t
Ebulliometrisk effekt
Ebullioskopi, også kaldet ebulliometrics, er et fænomen, der bidrager til stigning i temperaturvariation af en væske under kogeprocessen.
Ebuliometrisk effektgraf
Dette sker ved opløsning af et ikke-flygtigt opløst stof, for eksempel når vi tilsætter sukker til vandet, der er ved at koge, stiger væskens kogetemperatur.
Den såkaldte ebulliometriske (eller ebullioskopiske) effekt beregnes ved følgende udtryk:
tog = tog - t0
Hvor,
tog: stigning i opløsningens kogetemperatur
tog: opløsningens indledende kogetemperatur
t0: kogetemperatur af ren væske
Kryometrisk effekt
Kryoskopi, også kaldet kryometri, er en proces, hvor nedgang i frysetemperaturaf en løsning.
Kryometrisk effektgraf
Dette skyldes, at når en ikke-flygtig opløsningsmiddel opløses i en væske, falder væskens frysetemperatur.
Et eksempel på kryoskopi er frostvæskeadditiverne, der placeres i bilradiatorer steder, hvor temperaturen er meget lav. Denne proces forhindrer indefrysning af vand, hvilket hjælper bilmotorernes levetid.
Derudover forhindrer saltet, der spredes på gaderne steder, hvor vinteren er meget kold, ophobning af is på vejene.
For at beregne denne kolligative effekt anvendes følgende formel:
tç = t0 - tç
Hvor,
tç: sænkning af opløsningens frysetemperatur
t0: frysetemperatur for rent opløsningsmiddel
tç: den første frysetemperatur for opløsningsmidlet i opløsningen
Tjek et eksperiment på denne ejendom på: Kemiske eksperimenter
Raoults lov
Den såkaldte “Raoults lov” blev foreslået af den franske kemiker François-Marie Raoult (1830-1901).
Han studerede de kolligative effekter (tonometriske, ebuliometriske og kryometriske) og hjalp til med at undersøge molekylmasserne af kemiske stoffer.
Ved at studere fænomenerne forbundet med smeltning og kogning af vand kom han til den konklusion, at: når man opløste 1 mol mol ethvert ikke-flygtigt og ikke-ionisk opløst stof i 1 kg opløsningsmiddel, har du altid den samme tonometriske, ebuliometriske eller kryometrisk.
Således kan Raoults lov udtrykkes som følger:
“I en ikke-flygtig og ikke-ionisk opløst opløsning er den kolligative virkning proportional med molaliteten af opløsningen.”.
Det kan udtrykkes som følger:
Popløsning = xopløsningsmiddel. Prent opløsningsmiddel
Læs også om Molantal og molær masse.
osmometri
Osmometri er en type kolligativ egenskab, der er relateret til osmotisk opløsningstryk.
Husk, at osmose er en fysisk-kemisk proces, der involverer passage af vand fra et mindre koncentreret (hypotonisk) medium til et mere koncentreret (hypertonisk) medium.
Dette finder sted gennem en semipermeabel membran, som kun tillader passage af vand.
Semipermeabel membranvirkning efter et stykke tid
Opkaldet osmotisk tryk det er trykket, der tillader vandet at bevæge sig. Med andre ord er det det tryk, der udøves på opløsningen, der forhindrer dens fortynding ved at føre det rene opløsningsmiddel gennem den semipermeable membran.
Derfor er osmometri undersøgelse og måling af osmotisk tryk i opløsninger.
Bemærk, at i vandafsaltningsteknikken (saltfjerning) kaldes den proces omvendt osmose.
Læs mere om Osmose.
Lov om osmometri
Den hollandske fysiker og kemiker Jacobus Henricus Van’t Hoff (1852-1911) var ansvarlig for at postulere to love forbundet med osmometri.
Den første lov kan udtrykkes som følger:
“Ved konstant temperatur er det osmotiske tryk direkte proportionalt med molariteten af opløsningen.”
I den anden lov udgivet af ham har vi følgende erklæring:
“Ved konstant molaritet er det osmotiske tryk direkte proportionalt med opløsningens absolutte temperatur.”
Derfor bruges formlen til at beregne det osmotiske tryk af molekylære og fortyndede opløsninger:
π = MRT
være,
π: opløsning osmotisk tryk (atm)
M: opløsningens molaritet (mol / l)
R: universel konstant af perfekte gasser = 0,082 atm. L / mol. K
T: opløsningens absolutte temperatur (K)
Læs også Molaritet.
Entréeksamen Øvelser med feedback
1. Sammenligning af to pander, samtidig på to identiske brændere på samme komfur, observeres det, at trykket gasser i kogende vand i en lukket trykkoger er større end i kogende vand i en trykkoger åben.
I denne situation, og hvis de indeholder nøjagtigt de samme mængder af alle ingredienserne, kan vi at anføre, at tilberedningstiden i trykkogeren sammenlignet med hvad der sker i den åbne gryde lukket vil være:
a) lavere, da kogetemperaturen vil være lavere.
b) lavere, da kogetemperaturen vil være højere.
c) mindre, da kogetemperaturen ikke varierer med trykket.
d) lig, da kogetemperaturen er uafhængig af tryk.
e) højere, da trykket vil være højere.
Alternativ b
2. (UFRN) På alvorlige vintersteder er det sædvanligt at tilføje en vis mængde ethylenglycol til vandet i bilradiatorer. Anvendelsen af en opløsning i stedet for vand som kølemiddel skyldes, at løsningen har:
a) lavere fusionsvarme.
b) lavere frysepunkt.
c) højere frysepunkt.
d) højere fusionsvarme.
Alternativ b
3. (Vunesp) En af måderne til at helbrede sår, ifølge populær tro, er at lægge sukker eller kaffepulver på dem. Den kolligative egenskab, der bedst forklarer fjernelse af væske ved den beskrevne procedure, der favoriserer heling, undersøges af:
a) osmometri.
b) kryoskopi.
c) endoskopi.
d) tonoskopi.
e) ebulliometrics.
Alternativ til
4. (UFMG) I en fryser er der fem måder, der indeholder forskellige væsker, for at fremstille is og citronis. Hvis formene placeres i fryseren på samme tid og oprindeligt har samme temperatur, fryses formen, der indeholder 500 ml: først
a) rent vand.
b) opløsning i vand indeholdende 50 ml citronsaft.
c) opløsning i vand indeholdende 100 ml citronsaft.
d) opløsning i vand indeholdende 50 ml citronsaft og 50 g sukker.
e) opløsning i vand indeholdende 100 ml citronsaft og 50 g sukker.
Alternativ til
5. (Cesgranrio-RJ) Smeltepunktet for et stof x blev bestemt ved at finde en værdi, der var lavere end den tabel, der er angivet for dette stof. Dette kan betyde, at:
a) den anvendte mængde stof ved bestemmelsen var mindre end nødvendigt.
b) den anvendte mængde stof ved bestemmelsen var større end nødvendigt.
c) en del af stoffet ikke er smeltet.
d) stoffet indeholder urenheder.
e) stoffet er 100% rent.
Alternativ
