Colligative egenskaper innebærer studier på fysiske egenskaper til løsninger, mer presist av et løsningsmiddel i nærvær av en løsemiddel.
Selv om det ikke er vår kunnskap, er de kolligative egenskapene mye brukt i industrielle prosesser og til og med i forskjellige hverdagssituasjoner.
Relatert til disse egenskapene er fysiske konstanter, for eksempel kokepunktet eller smeltetemperaturen til visse stoffer.
Som et eksempel kan vi sitere bilindustriprosessen, for eksempel å tilsette tilsetningsstoffer til bilradiatorer. Dette forklarer hvorfor på kaldere steder ikke vannet i radiatoren fryser.
Prosesser utført med matvarer, som salting av kjøtt eller til og med mat mettet med sukker, forhindrer forverring og spredning av organismer.
I tillegg er avsalting av vann (saltfjerning) samt spredning av salt på snø steder der vinteren er veldig tøff, bekreft viktigheten av å kjenne kolligative effekter på løsninger.
Vil du lære mer om konsepter relatert til kolligative egenskaper? Les artiklene:
- Fysiske tilstander av vann
- Smeltepunkt og kokepunkt
- Vannavsaltning
- Separasjon av blandinger
Løsemiddel og løsemiddel
Først og fremst må vi ta hensyn til begrepene løsemiddel og løsemiddel, begge komponentene i en løsning:
- Løsemiddel: stoff som oppløses.
- Oppløselig: oppløst stoff.
Som et eksempel kan vi tenke på en løsning av vann med salt, der vann representerer løsningsmidlet og salt, løsemidlet.
Vil du vite mer? Les også Løselighet.
Colligative Effects: Typer Colligative Properties
Colligative effekter er assosiert med fenomener som oppstår med løsningsmidler og løsemidler i en løsning, og blir klassifisert som:
Tonometrisk effekt
Tonoskopi, også kalt tonometri, er et fenomen som observeres når reduksjon i det maksimale damptrykket til en væske (løsemiddel).
Tonometrisk effektdiagram
Dette skjer ved oppløsning av en ikke-flyktig løsemiddel. Derfor reduserer løsemidlet fordampningskapasiteten til løsningsmidlet.
Denne typen kolligativ effekt kan beregnes med følgende uttrykk:
ΔP = s0 - P
Hvor,
ΔP: absolutt senking av maksimalt damptrykk til løsningen
P0: maksimalt damptrykk av ren væske, ved temperatur t
P: oppløsningens maksimale damptrykk, ved temperatur t
Ebuliometrisk effekt
Ebullioskopi, også kalt ebulliometrics, er et fenomen som bidrar til økning i temperaturvariasjon av en væske under kokeprosessen.
Ebuliometrisk effektgraf
Dette skjer ved oppløsning av en ikke-flyktig løsemiddel, for eksempel når vi tilfører sukker til vannet som er i ferd med å koke, øker væskens koketemperatur.
Den såkalte ebulliometriske (eller ebuliskopiske) effekten beregnes av følgende uttrykk:
tog = tog - t0
Hvor,
tog: økning i oppløsningens koketemperatur
tog: oppløsningens innledende koketemperatur
t0: koketemperatur av ren væske
Kryometrisk effekt
Kryoskopi, også kalt kryometri, er en prosess der frysetemperaturav en løsning.
Kryometrisk effektgraf
Dette skyldes at når en ikke-flyktig løsemiddel oppløses i en væske, reduseres væskens frysetemperatur.
Et eksempel på kryoskopi er frostvæske tilsetningsstoffene som plasseres i bilradiatorer på steder der temperaturen er veldig lav. Denne prosessen forhindrer frysing av vann, noe som hjelper livet til bilmotorer.
I tillegg forhindrer saltet på gatene steder der vinteren er veldig kaldt, at det akkumuleres is på veiene.
For å beregne denne kolligative effekten brukes følgende formel:
tç = t0 - tç
Hvor,
tç: senke frysetemperaturen til løsningen
t0: frysetemperatur for rent løsemiddel
tç: innledende frysetemperatur for løsningsmidlet i løsningen
Ta en titt på et eksperiment på denne eiendommen på: Kjemiske eksperimenter
Raoults lov
Den såkalte "Raoults lov" ble foreslått av den franske kjemikeren François-Marie Raoult (1830-1901).
Han studerte kolligative effekter (tonometrisk, ebuliometrisk og kryometrisk), og hjalp til i studiene av molekylmassene til kjemiske stoffer.
Ved å studere fenomenene knyttet til smelting og koking av vann, kom han til den konklusjonen at: når han løste opp 1 mol ethvert ikke-flyktig og ikke-ionisk løsemiddel i 1 kg løsningsmiddel, har du alltid samme tonometriske, ebuliometriske eller kryometrisk.
Raoults lov kan således uttrykkes som følger:
“I en ikke-flyktig og ikke-ionisk løselig løsning er den kolligative effekten proporsjonal med molaliteten til løsningen.”.
Det kan uttrykkes som følger:
Pløsning = xløsemiddel. Prent løsemiddel
Les også om Molnummer og molarmasse.
osmometri
Osmometri er en type kolligativ egenskap som er relatert til osmotisk trykk av løsninger.
Husk at osmose er en fysisk-kjemisk prosess som involverer passering av vann fra et mindre konsentrert (hypotonisk) medium til et mer konsentrert (hypertonisk) medium.
Dette skjer gjennom en semipermeabel membran, som bare tillater passering av vann.
Semipermeabel membranhandling etter hvert
Samtalen osmotisk trykk det er trykket som lar vannet bevege seg. Med andre ord er det trykket som utøves på løsningen, som forhindrer fortynning ved å føre det rene løsningsmidlet gjennom den semipermeable membranen.
Derfor er osmometri studiet og måling av osmotisk trykk i løsninger.
Vær oppmerksom på at i vannet for avsalting (saltfjerning) kalles prosessen omvendt osmose.
Les mer om Osmose.
Lover for osmometri
Den nederlandske fysikeren og kjemikeren Jacobus Henricus Van’t Hoff (1852-1911) var ansvarlig for å postulere to lover knyttet til osmometri.
Den første loven kan uttrykkes som følger:
“Ved konstant temperatur er det osmotiske trykket direkte proporsjonalt med løsningens molaritet.”
I den andre loven som ble postulert av ham, har vi følgende uttalelse:
“Ved konstant molaritet er det osmotiske trykket direkte proporsjonalt med den absolutte temperaturen i løsningen.”
Derfor, for å beregne det osmotiske trykket til molekylære og fortynnede løsninger, brukes formelen:
π = MRT
å være,
π: løsning osmotisk trykk (atm)
M: løsnings molaritet (mol / l)
R: universell konstant av perfekte gasser = 0,082 atm. L / mol. K
T: løsningens absolutte temperatur (K)
Les også Molaritet.
Inngangseksamen Øvelser med tilbakemelding
1. Sammenligning av to panner, samtidig på to identiske brennere på samme komfyr, observeres det at trykket av gasser i kokende vann i en lukket trykkkokeren er større enn i kokende vann i en trykkoker åpen.
I denne situasjonen, og hvis de inneholder nøyaktig de samme mengdene av alle ingrediensene, kan vi å si at, i forhold til hva som skjer i den åpne pannen, steketiden i trykkokeren stengt vil være:
a) lavere, ettersom koketemperaturen vil være lavere.
b) lavere, ettersom koketemperaturen vil være høyere.
c) mindre, ettersom koketemperaturen ikke varierer med trykk.
d) lik, ettersom koketemperaturen er uavhengig av trykk.
e) høyere, ettersom trykket vil være høyere.
Alternativ b
2. (UFRN) På alvorlige vintersteder er det vanlig å tilsette en viss mengde etylenglykol i vannet i bilradiatorer. Bruken av en løsning i stedet for vann som kjølevæske er fordi løsningen har:
a) lavere fusjonsvarme.
b) lavere frysepunkt.
c) høyere frysepunkt.
d) høyere fusjonsvarme.
Alternativ b
3. (Vunesp) En av måtene å helbrede sår, ifølge populær tro, er å legge sukker eller kaffepulver på dem. Den kolligative egenskapen som best forklarer fjerning av væske, ved fremgangsmåten beskrevet, som favoriserer helbredelse, studeres av:
a) osmometri.
b) kryoskopi.
c) endoskopi.
d) tonoskopi.
e) ebulliometrics.
Alternativ til
4. (UFMG) I en fryser er det fem måter som inneholder forskjellige væsker, for å lage is og sitronis. Hvis formene plasseres i fryseren samtidig og i utgangspunktet har samme temperatur, vil formen som inneholder 500 ml: fryses først
a) rent vann.
b) løsning, i vann, som inneholder 50 ml sitronsaft.
c) løsning, i vann, som inneholder 100 ml sitronsaft.
d) løsning, i vann, som inneholder 50 ml sitronsaft og 50 g sukker.
e) løsning, i vann, som inneholder 100 ml sitronsaft og 50 g sukker.
Alternativ til
5. (Cesgranrio-RJ) Smeltepunktet til et stoff x ble bestemt, og fant en verdi lavere enn tabellen for dette stoffet. Dette kan bety at:
a) mengden stoff som ble brukt i bestemmelsen var mindre enn nødvendig.
b) mengden stoff som ble brukt i bestemmelsen var større enn nødvendig.
c) en del av stoffet ikke har smeltet.
d) stoffet inneholder urenheter.
e) stoffet er 100% rent.
Alternativ
