A kolligatív tulajdonságok a az oldatok fizikai tulajdonságai, pontosabban oldószer oldott anyag jelenlétében.
Bár nem tudjuk, a kolligatív tulajdonságokat széles körben használják az ipari folyamatokban, sőt a mindennapi élethelyzetekben is.
Ezekkel a tulajdonságokkal kapcsolódnak a fizikai állandókpéldául bizonyos anyagok forráspontja vagy olvadáspontja.
Példaként megemlíthetjük az autóipar folyamatát, például adalékanyagok hozzáadását az autó radiátoraihoz. Ez megmagyarázza, hogy hidegebb helyeken miért nem fagy meg a víz a radiátorban.
Az élelmiszerekkel végzett folyamatok, például a hús sózása vagy akár cukorral telített ételek megakadályozzák az organizmusok romlását és szaporodását.
Ezenkívül a víz sótalanítása (sóeltávolítás), valamint a só helyenként hóra terjesztése ahol a tél nagyon zord, erősítse meg a kolligatív hatások ismeretének fontosságát megoldások.
Szeretne többet megtudni a kolligatív tulajdonságokkal kapcsolatos fogalmakról? Olvassa el a cikkeket:
- A víz fizikai állapota
- Olvadáspont és forráspont
- Víz sótalanítása
- Keverékek elválasztása
Oldószer és oldott anyag
Először is figyelnünk kell a oldószer és oldott anyag, a megoldás mindkét összetevője:
- Oldószer: oldódó anyag.
- Solute: oldott anyag.
Példaként elképzelhetünk egy sós vízoldatot, ahol a víz képviseli az oldószert, a só pedig az oldott anyagot.
Szeretne többet megtudni? Olvasd el te is Oldékonyság.
Kolligatív hatások: A kolligatív tulajdonságok típusai
A kolligatív hatások az oldat oldott anyagaihoz és oldószereihez kapcsolódó jelenségekhez kapcsolódnak, amelyek a következőkre vannak besorolva:
Tonometrikus hatás
A tonoszkópia, más néven tonometria, olyan jelenség, amely akkor figyelhető meg, amikor a a folyadék maximális gőznyomásának csökkenése (oldószer).
Tonometrikus hatásdiagram
Ez egy nem illékony oldott anyag oldódása révén következik be. Ezért az oldott anyag csökkenti az oldószer párolgási képességét.
Ez a típusú kolligatív hatás a következő kifejezéssel számolható:
ΔP = p0 - P
Hol,
ΔP: a maximális gőznyomás abszolút csökkentése az oldatig
P0: tiszta folyadék maximális gőznyomása t hőmérsékleten
P: az oldat maximális gőznyomása, t hőmérsékleten
Ebuliometrikus hatás
Az ebullioszkópia, más néven ebulliometria, olyan jelenség, amely hozzájárul a a folyadék hőmérséklet-változásának növekedése a forralási folyamat során.
Ebuliometrikus hatásgrafikon
Ez egy nem illékony oldott anyag oldódása révén történik, például amikor cukrot adunk a forrni készülő vízhez, a folyadék forráspontja megnő.
Az úgynevezett ebulliometrikus (vagy ebullioszkópos) hatást a következő kifejezéssel számoljuk:
tés = tés - t0
Hol,
tés: az oldat forráspontjának emelkedése
tés: az oldat kezdeti forráshőmérséklete
t0: tiszta folyadék forráspontja
Kriometrikus hatás
A krioszkópia, más néven kriometria, olyan folyamat, amelyben a fagyás hőmérséklet csökkenéseegy megoldás.
Kriometrikus hatásgrafikon
Ugyanis ha egy nem illékony oldott anyagot feloldunk egy folyadékban, akkor a folyadék fagyási hőmérséklete csökken.
A krioszkópia példája a fagyálló adalék, amelyet olyan helyeken helyeznek el az autó radiátoraiban, ahol a hőmérséklet nagyon alacsony. Ez a folyamat megakadályozza a víz fagyását, elősegítve az autómotorok élettartamát.
Ezenkívül az utcákon elterjedt só olyan helyeken, ahol nagyon hideg a tél, megakadályozza a jég felhalmozódását az utakon.
Ennek a kolligatív hatásnak a kiszámításához a következő képletet kell használni:
tç = t0 - tç
Hol,
tç: az oldat fagyási hőmérsékletének csökkentése
t0: tiszta oldószer fagyáspontja
tç: az oldószer kezdeti fagyási hőmérséklete az oldatban
Nézzen meg egy kísérletet ezzel a tulajdonsággal: Kémiai kísérletek
Raoult törvénye
Az úgynevezett „Raoult-törvényt” François-Marie Raoult francia kémikus javasolta (1830-1901).
Tanulmányozta a kolligatív hatásokat (tonometrikus, ebuliometrikus és kriometrikus), segített a kémiai anyagok molekulatömegének tanulmányozásában.
A víz olvadásával és forrásával járó jelenségek tanulmányozásával arra a következtetésre jutott, hogy: 1 mol bármilyen illékony és nem ionos oldott anyag 1 kg oldószerben, mindig ugyanaz a tonometrikus, ebuliometrikus vagy kriometrikus.
Így Raoult törvénye a következőképpen fejezhető ki:
“Nem illékony és nem ionos oldott oldatban a kolligatív hatás arányos az oldat molalitásával.”.
A következőképpen fejezhető ki:
Pmegoldás = xoldószer. Ptiszta oldószer
Olvassa el a Mol-szám és moláris tömeg.
ozmometria
Az ozmometria egyfajta kolligatív tulajdonság, amely kapcsolatban áll oldatok ozmotikus nyomása.
Ne feledje, hogy az ozmózis egy fizikai-kémiai folyamat, amely magában foglalja a víz átjutását egy kevésbé koncentrált (hipotonikus) közegből egy koncentráltabb (hipertóniás) közegbe.
Ez egy félig áteresztő membránon keresztül történik, amely csak a víz átengedését teszi lehetővé.
Félig áteresztő membránhatás egy idő után
A hívás ozmotikus nyomás ez a nyomás teszi lehetővé a víz mozgását. Más szavakkal, ez az oldatra gyakorolt nyomás, amely megakadályozza annak hígítását azáltal, hogy a tiszta oldószert áthaladja a féligáteresztő membránon.
Ezért az ozmometria az ozmotikus nyomás vizsgálata és mérése oldatokban.
Vegye figyelembe, hogy a víz sótalanítási technikájában (sóeltávolítás) az ún fordított ozmózis.
További információ erről Ozmózis.
Az ozmometria törvényei
Jacobus Henricus Van’t Hoff (1852-1911) holland fizikus és vegyész volt a felelős az ozmometriával kapcsolatos két törvény postulálásáért.
Az első törvény a következőképpen fejezhető ki:
“Állandó hőmérsékleten az ozmotikus nyomás egyenesen arányos az oldat molaritásával.”
Az általa feltételezett második törvényben a következő állítás van:
“Állandó molaritás mellett az ozmotikus nyomás egyenesen arányos az oldat abszolút hőmérsékletével.”
Ezért a molekuláris és hígított oldatok ozmotikus nyomásának kiszámításához a következő képletet alkalmazzuk:
π = MRT
lény,
π: oldat ozmotikus nyomása (atm)
M: oldat molaritása (mol / L)
R: tökéletes gázok univerzális állandója = 0,082 atm. L / mol. K
T: az oldat abszolút hőmérséklete (K)
Olvasd el te is Molaritás.
Felvételi vizsga gyakorlatok visszajelzéssel
1. Összehasonlítva két serpenyőt, egyidejűleg ugyanazon tűzhely két azonos égőjén, megfigyelhető, hogy a nyomás A forró vízben lévő gázok zárt nyomástartó edényben nagyobbak, mint a nagynyomású tűzhelyben lévő forrásban lévő vízben nyisd ki.
Ebben a helyzetben, és ha pontosan ugyanannyi mennyiségben tartalmazzák az összes összetevőt, akkor megtehetjük kijelenteni, hogy ahhoz képest, ami a nyitott serpenyőben történik, a főzőidő a gyorsfőzőben zárt lesz:
a) alacsonyabb, mivel a forráspont hőmérséklete alacsonyabb lesz.
b) alacsonyabb, mivel a forráspont hőmérséklete magasabb lesz.
c) kisebb, mivel a forráspont hőmérséklete nem változik a nyomástól.
d) egyenlő, mivel a forráspont hőmérséklete független a nyomástól.
e) magasabb, mivel a nyomás nagyobb lesz.
Alternatíva b
2. (UFRN) Súlyos téli helyeken az autó radiátoraiban szokásos mennyiségű etilén-glikolt adni a vízhez. A víz helyett hűtőfolyadékként oldatot használnak, mert az oldat:
a) alacsonyabb fúziós hő.
b) alacsonyabb fagyáspont.
c) magasabb fagyáspont.
d) magasabb fúziós hő.
Alternatíva b
3. (Vunesp) A sebek gyógyításának egyik módja a közhiedelem szerint az, hogy cukrot vagy kávéport tesznek rájuk. A folyadék eltávolítását legjobban magyarázó kolligatív tulajdonságot a leírt, a gyógyulást elősegítő eljárással tanulmányozza:
a) ozmometria.
b) krioszkópia.
c) endoszkópia.
d) tonoszkópia.
e) ebulliometriák.
A (z) alternatívája
4. (UFMG) Egy fagyasztóban ötféle módon lehet különféle folyadékokat készíteni a jég és a citrom popsicles készítéséhez. Ha a formákat egyszerre helyezik a fagyasztóba, és kezdetben ugyanazon a hőmérsékleten vannak, akkor az 500 ml:
a) tiszta víz.
b) 50 ml citromlevet tartalmazó vízoldat.
c) 100 ml citromlevet tartalmazó vízoldat.
d) 50 ml citromlevet és 50 g cukrot tartalmazó vízoldat.
e) 100 ml citromlevet és 50 g cukrot tartalmazó vízoldat.
A (z) alternatívája
5. (Cesgranrio-RJ) Meghatároztuk az x anyag olvadáspontját, és az anyagnál alacsonyabb értéket találtunk. Ez azt jelentheti, hogy:
a) a meghatározáshoz felhasznált anyag mennyisége a szükségesnél kisebb volt.
b) a meghatározáshoz felhasznált anyag mennyisége nagyobb volt, mint szükséges.
c) az anyag egy része nem olvadt meg.
d) az anyag szennyeződéseket tartalmaz.
e) az anyag 100% -ban tiszta.
Alternatív
