Kolligative Eigenschaften umfassen Studien über die physikalische Eigenschaften von Lösungen, genauer gesagt eines Lösungsmittels in Gegenwart eines gelösten Stoffes.
Obwohl dies unseres Wissens nicht bekannt ist, werden die kolligativen Eigenschaften in industriellen Prozessen und sogar in verschiedenen Alltagssituationen weit verbreitet verwendet.
Zu diesen Eigenschaften gehören die physikalische Konstanten, zum Beispiel die Siede- oder Schmelztemperatur bestimmter Stoffe.
Als Beispiel können wir den Prozess der Automobilindustrie anführen, beispielsweise die Zugabe von Additiven zu Autokühlern. Dies erklärt, warum das Wasser im Kühler an kälteren Orten nicht gefriert.
Prozesse, die mit Lebensmitteln durchgeführt werden, wie das Einsalzen von Fleisch oder sogar mit Zucker gesättigten Lebensmitteln, verhindern den Verderb und die Vermehrung von Organismen.
Außerdem die Entsalzung von Wasser (Entsalzung) sowie stellenweise das Streuen von Salz auf Schnee Wenn der Winter sehr streng ist, bekräftigen Sie, wie wichtig es ist, die kolligativen Auswirkungen auf Lösungen.
Möchten Sie mehr über Konzepte im Zusammenhang mit kolligativen Eigenschaften erfahren? Lesen Sie die Artikel:
- Physikalische Zustände von Wasser
- Schmelzpunkt und Siedepunkt
- Wasserentsalzung
- Trennung von Gemischen
Lösungsmittel und gelöste
Zuallererst müssen wir auf die Konzepte von. achten Lösungsmittel und gelöster Stoff, beide Komponenten einer Lösung:
- Lösungsmittel: Substanz, die sich auflöst.
- Gelöst: gelöste Substanz.
Als Beispiel können wir uns eine Lösung von Wasser mit Salz vorstellen, wobei Wasser das Lösungsmittel und Salz den gelösten Stoff darstellt.
Möchten Sie mehr wissen? Lesen Sie auch Löslichkeit.
Kolligative Effekte: Arten von kolligativen Eigenschaften
Kolligative Effekte sind mit Phänomenen verbunden, die bei gelösten Stoffen und Lösungsmitteln einer Lösung auftreten, und werden wie folgt klassifiziert:
Tonometrischer Effekt
Die Tonoskopie, auch Tonometrie genannt, ist ein Phänomen, das beobachtet wird, wenn die Abnahme des maximalen Dampfdrucks einer Flüssigkeit (Lösungsmittel).
Tonometrische Wirkungstabelle
Dies geschieht durch die Auflösung eines nichtflüchtigen gelösten Stoffes. Daher verringert der gelöste Stoff die Verdampfungskapazität des Lösungsmittels.
Diese Art von kolligativem Effekt kann durch den folgenden Ausdruck berechnet werden:
ΔP =p0 - P
Wo,
ΔP: absolute Absenkung des maximalen Dampfdrucks zur Lösung
P0: maximaler Dampfdruck einer reinen Flüssigkeit, bei Temperatur t
P: maximaler Dampfdruck der Lösung bei Temperatur t
Ebuliometrischer Effekt
Die Ebullioskopie, auch Ebulliometrie genannt, ist ein Phänomen, das zur Zunahme der Temperaturschwankung einer Flüssigkeit während des Kochvorgangs.
Diagramm der ebuliometrischen Wirkung
Dies geschieht durch die Auflösung eines nichtflüchtigen gelösten Stoffes. Wenn wir beispielsweise dem kochenden Wasser Zucker hinzufügen, erhöht sich die Siedetemperatur der Flüssigkeit.
Der sogenannte ebulliometrische (oder ebuliskopische) Effekt wird durch den folgenden Ausdruck berechnet:
tund = tund – t0
Wo,
tund: Anstieg der Siedetemperatur der Lösung
tund: Siedebeginn der Lösung
t0: Siedetemperatur der reinen Flüssigkeit
Kryometrischer Effekt
Kryoskopie, auch Kryometrie genannt, ist ein Verfahren, bei dem die Gefriertemperatur sinkeneiner Lösung.
Kryometrischer Effektgraph
Dies liegt daran, dass, wenn ein nichtflüchtiger gelöster Stoff in einer Flüssigkeit gelöst wird, die Gefriertemperatur der Flüssigkeit abnimmt.
Ein Beispiel für die Kryoskopie sind die Frostschutzzusätze, die in Autokühlern an Orten mit sehr niedrigen Temperaturen eingebracht werden. Dieser Prozess verhindert das Einfrieren von Wasser und trägt zur Lebensdauer von Automotoren bei.
Darüber hinaus verhindert das auf den Straßen verteilte Salz an Orten mit sehr kaltem Winter die Ansammlung von Eis auf den Straßen.
Um diesen kolligativen Effekt zu berechnen, wird die folgende Formel verwendet:
tç = t0 – tç
Wo,
tç: Senkung der Gefriertemperatur der Lösung
t0: Gefriertemperatur des reinen Lösungsmittels
tç: anfängliche Gefriertemperatur des Lösungsmittels in der Lösung
Sehen Sie sich ein Experiment zu dieser Eigenschaft an unter: Chemische Experimente
Raoults Gesetz
Das sogenannte „Raoultsche Gesetz“ wurde von dem französischen Chemiker François-Marie Raoult (1830-1901) vorgeschlagen.
Er untersuchte die kolligativen Effekte (tonometrisch, ebuliometrisch und kryometrisch) und half bei der Untersuchung der Molekülmassen chemischer Substanzen.
Durch das Studium der mit dem Schmelzen und Sieden von Wasser verbundenen Phänomene kam er zu dem Schluss, dass: beim Auflösen von 1 Mol alle nichtflüchtigen und nichtionischen gelösten Stoffe in 1 kg Lösungsmittel, Sie haben immer die gleichen tonometrischen, ebuliometrischen oder kryometrisch.
Somit kann das Raoultsche Gesetz wie folgt ausgedrückt werden:
“In einer nichtflüchtigen und nichtionischen Lösung eines gelösten Stoffes ist der kolligative Effekt proportional zur Molalität der Lösung.”.
Es kann wie folgt ausgedrückt werden:
PLösung = xLösungsmittel. Preines Lösungsmittel
Lesen Sie auch über die Molzahl und Molmasse.
Osmometrie
Osmometrie ist eine Art kolligativer Eigenschaft, die mit osmotischer Druck von Lösungen.
Denken Sie daran, dass Osmose ein physikalisch-chemischer Prozess ist, bei dem Wasser von einem weniger konzentrierten (hypotonischen) Medium in ein stärker konzentriertes (hypertonisches) Medium übergeht.
Dies geschieht durch eine semipermeable Membran, die nur Wasser durchlässt.
Semipermeable Membranwirkung nach einiger Zeit
Der Anruf osmotischer Druck es ist der Druck, der es dem Wasser ermöglicht, sich zu bewegen. Mit anderen Worten ist es der auf die Lösung ausgeübte Druck, der ihre Verdünnung verhindert, indem das reine Lösungsmittel durch die semipermeable Membran geleitet wird.
Daher ist Osmometrie die Untersuchung und Messung des osmotischen Drucks in Lösungen.
Beachten Sie, dass bei der Wasserentsalzungstechnik (Entsalzung) der Prozess namens Umkehrosmose.
Lesen Sie mehr über Osmose.
Gesetze der Osmometrie
Der niederländische Physiker und Chemiker Jacobus Henricus Van’t Hoff (1852-1911) war dafür verantwortlich, zwei mit der Osmometrie verbundene Gesetze zu postulieren.
Das erste Gesetz lässt sich wie folgt ausdrücken:
“Bei konstanter Temperatur ist der osmotische Druck direkt proportional zur Molarität der Lösung.”
In dem von ihm postulierten zweiten Hauptsatz haben wir folgende Aussage:
“Bei konstanter Molarität ist der osmotische Druck direkt proportional zur absoluten Temperatur der Lösung.”
Um den osmotischen Druck von molekularen und verdünnten Lösungen zu berechnen, wird daher die Formel verwendet:
= MRT
Sein,
π: Lösung osmotischer Druck (atm)
M: Lösungsmolarität (mol/L)
R: universelle Konstante perfekter Gase = 0,082 atm. L/Mol. K
T: absolute Temperatur der Lösung (K)
Lesen Sie auch Molarität.
Aufnahmeprüfungsübungen mit Feedback
1. Beim Vergleich von zwei Pfannen gleichzeitig auf zwei identischen Brennern auf demselben Herd wird festgestellt, dass der Druck der Gase in kochendem Wasser in einem geschlossenen Schnellkochtopf ist größer als in kochendem Wasser in einem Schnellkochtopf öffnen.
In dieser Situation und wenn sie genau die gleichen Mengen aller Zutaten enthalten, können wir zu sagen, dass im Vergleich zu dem, was in der offenen Pfanne passiert, die Garzeit im Schnellkochtopf geschlossen wird:
a) niedriger, da die Siedetemperatur niedriger ist.
b) niedriger, da die Siedetemperatur höher ist.
c) kleiner, da sich die Siedetemperatur nicht mit dem Druck ändert.
d) gleich, da die Siedetemperatur druckunabhängig ist.
e) höher, da der Druck höher ist.
Alternative b
2. (UFRN) In strengen Wintern ist es üblich, dem Wasser in Autokühlern eine gewisse Menge Ethylenglykol zuzusetzen. Die Verwendung einer Lösung anstelle von Wasser als Kühlmittel liegt daran, dass die Lösung Folgendes hat:
a) niedrigere Schmelzwärme.
b) niedrigerer Gefrierpunkt.
c) höherer Gefrierpunkt.
d) höhere Schmelzwärme.
Alternative b
3. (Vunesp) Eine der Möglichkeiten, Wunden zu heilen, besteht im Volksglauben darin, sie mit Zucker oder Kaffeepulver zu behandeln. Die kolligative Eigenschaft, die die Entfernung von Flüssigkeit durch das beschriebene Verfahren am besten erklärt und die Heilung begünstigt, wird untersucht von:
a) Osmometrie.
b) Kryoskopie.
c) Endoskopie.
d) Tonoskopie.
e) Ebuliometrie.
Als Alternative
4. (UFMG) In einem Gefrierschrank gibt es fünf Möglichkeiten, die verschiedene Flüssigkeiten enthalten, um Eis und Zitroneneis am Stiel herzustellen. Wenn die Formen gleichzeitig in den Gefrierschrank gestellt werden und anfänglich die gleiche Temperatur haben, wird die Form mit 500 ml: zuerst eingefroren
a) reines Wasser.
b) Lösung in Wasser, die 50 ml Zitronensaft enthält.
c) Lösung in Wasser, die 100 ml Zitronensaft enthält.
d) Lösung in Wasser, die 50 ml Zitronensaft und 50 g Zucker enthält.
e) Lösung in Wasser, die 100 ml Zitronensaft und 50 g Zucker enthält.
Als Alternative
5. (Cesgranrio-RJ) Der Schmelzpunkt einer Substanz x wurde bestimmt, wobei ein niedrigerer Wert als der für diese Substanz tabellierte gefunden wurde. Dies könnte bedeuten, dass:
a) die bei der Bestimmung verwendete Stoffmenge war geringer als erforderlich.
b) die bei der Bestimmung verwendete Substanzmenge war größer als notwendig.
c) ein Teil des Stoffes ist nicht geschmolzen.
d) der Stoff enthält Verunreinigungen.
e) die Substanz ist 100 % rein.
Alternative
