Kännetecken för kolligativa egenskaper

Colligativa egenskaper involverar studier av fysiska egenskaper hos lösningar, närmare bestämt av ett lösningsmedel i närvaro av ett löst ämne.

Även om vi inte vet, används de kolligativa egenskaperna i stor utsträckning i industriella processer och till och med i olika vardagliga situationer.

Relaterade till dessa egenskaper är fysiska konstantertill exempel kok- eller smälttemperaturen för vissa ämnen.

Som ett exempel kan vi nämna bilindustrins process, som att lägga till tillsatser i bilradiatorer. Detta förklarar varför på kallare platser fryser inte vattnet i kylaren.

Processer som utförs med livsmedel, såsom saltning av kött eller till och med livsmedel mättade med socker, förhindrar försämring och spridning av organismer.

Dessutom avsaltning av vatten (saltborttagning) samt spridning av salt på snö på platser där vintern är mycket tuff, bekräfta vikten av att känna till de kolligativa effekterna på lösningar.

Vill du lära dig mer om begrepp relaterade till kolligativa egenskaper? Läs artiklarna:

• Fysiska tillstånd av vatten
• Smältpunkt och kokpunkt
• Vattenavsaltning
• Separation av blandningar

Lösningsmedel och lösningsmedel

Först och främst måste vi vara uppmärksamma på begreppen lösningsmedel och lösningsmedel, båda komponenterna i en lösning:

• Lösningsmedel: ämne som löser sig.
• Lös: upplöst ämne.

Som ett exempel kan vi tänka på en lösning av vatten med salt, där vatten representerar lösningsmedlet och saltet, det lösta ämnet.

Vill veta mer? Läs också Löslighet.

Kolligativa effekter: Typer av kolligativa egenskaper

Kolligativa effekter är associerade med fenomen som uppstår med lösningsmedlets lösningsmedel och klassificeras som:

Tonometrisk effekt

Tonoskopi, även kallad tonometri, är ett fenomen som observeras när minskning av det maximala ångtrycket för en vätska (lösningsmedel).

Tonometrisk effektdiagram

Detta sker genom upplösning av en icke-flyktig löst substans. Därför minskar lösningsmedlet lösningsmedlets avdunstningskapacitet.

Denna typ av kolligativ effekt kan beräknas med följande uttryck:

Δ_P = s₀ - P

Var,

Δ_P: absolut sänkning av det maximala ångtrycket till lösningen
P₀: maximalt ångtryck av ren vätska, vid temperatur t
P: maximalt ångtryck för lösningen, vid temperatur t

Ebulliometrisk effekt

Ebullioskopi, även kallad ebulliometrics, är ett fenomen som bidrar till ökning av temperaturväxlingen hos en vätska under kokprocessen.

Ebuliometrisk effektdiagram

Detta sker genom upplösning av en icke-flyktig löst substans, till exempel när vi tillsätter socker i vattnet som håller på att koka, ökar vätskans koktemperatur.

Den så kallade ebulliometriska (eller ebullioskopiska) effekten beräknas med följande uttryck:

t_och = t_och - t₀

Var,

t_och: öka lösningens koktemperatur
t_och: lösningens initiala koktemperatur
t₀: koktemperatur för ren vätska

Kryometrisk effekt

Kryoskopi, även kallad kryometri, är en process där frysningstemperatur minskarav en lösning.

Kryometrisk effektgraf

Detta beror på att när en icke-flyktig löst substans löses i en vätska, minskar vätskans frysningstemperatur.

Ett exempel på kryoskopi är frostskyddstillsatserna som placeras i bilradiatorer på platser där temperaturen är mycket låg. Denna process förhindrar frysning av vatten, vilket hjälper bilmotorernas liv.

Dessutom förhindrar saltet som sprids på gatorna på platser där vintern är mycket kall, att det ansamlas is på vägarna.

För att beräkna denna kolligativa effekt används följande formel:

t_ç = t₀ - t_ç

Var,

t_ç: sänker frysningstemperaturen för lösningen
t₀: frysningstemperatur för rent lösningsmedel
t_ç: initialtemperatur på lösningsmedlet i lösningen

Kolla in ett experiment på den här egenskapen på: Kemiexperiment

Raoults lag

Den så kallade ”Raoults lag” föreslogs av den franska kemisten François-Marie Raoult (1830-1901).

Han studerade de kolligativa effekterna (tonometriska, ebuliometriska och kryometriska) och hjälpte till vid studier av molekylmassorna av kemiska ämnen.

Genom att studera fenomenen i samband med smältning och kokning av vatten kom han till slutsatsen att: vid upplösning av 1 mol alla icke-flyktiga och nonjoniska lösningsmedel i 1 kg lösningsmedel, du har alltid samma tonometriska, ebuliometriska eller kryometrisk.

Således kan Raoults lag uttryckas enligt följande:

“I en icke-flyktig och nonjonisk löst lösning är den kolligativa effekten proportionell mot molaliteten hos lösningen.”.

Det kan uttryckas enligt följande:

P_lösning = x_{lösningsmedel}. P_{rent lösningsmedel}

Läs också om Molnummer och molär massa.

osmometri

Osmometri är en typ av kolligativ egenskap som är relaterad till osmotiskt tryck av lösningar.

Kom ihåg att osmos är en fysisk-kemisk process som involverar passage av vatten från ett mindre koncentrerat (hypotoniskt) medium till ett mer koncentrerat (hypertoniskt) medium.

Detta sker genom ett semipermeabelt membran, som endast tillåter passage av vatten.

Semipermeabel membranverkan efter ett tag

Samtalet osmotiskt tryck det är trycket som gör att vattnet kan röra sig. Med andra ord är det trycket som utövas på lösningen, vilket förhindrar dess utspädning genom att leda det rena lösningsmedlet genom det halvgenomträngliga membranet.

Därför är osmometri studier och mätningar av osmotiskt tryck i lösningar.

Observera att i vattenavsaltningstekniken (saltborttagning) kallas processen omvänd osmos.

Läs mer om Osmos.

Lagar om osmometri

Den holländska fysikern och kemisten Jacobus Henricus Van’t Hoff (1852-1911) var ansvarig för att postulera två lagar associerade med osmometri.

Den första lagen kan uttryckas enligt följande:

“Vid konstant temperatur är det osmotiska trycket direkt proportionellt mot lösningens molaritet.”

I den andra lagen som utgavs av honom har vi följande uttalande:

“Vid konstant molaritet är det osmotiska trycket direkt proportionellt mot den absoluta temperaturen i lösningen.”

För att beräkna det osmotiska trycket för molekylära och utspädda lösningar används därför formeln:

π = MRT

varelse,

π: lösning osmotiskt tryck (atm)
M: lösningens molaritet (mol / L)
R: universalkonstant av perfekta gaser = 0,082 atm. L / mol. K
T: lösningens absoluta temperatur (K)

Läs också Molaritet.

Entréexamensövningar med feedback

1. Jämförelse av två stekpannor, samtidigt på två identiska brännare på samma spis, observeras att trycket gaser i kokande vatten i en sluten tryckkokare är större än i kokande vatten i en tryckkokare öppna.

I den här situationen, och om de innehåller exakt samma mängder av alla ingredienser, kan vi att konstatera att, i jämförelse med vad som händer i den öppna pannan, tillagningstiden i tryckkokaren stängd kommer att vara:

a) lägre eftersom koktemperaturen blir lägre.
b) lägre eftersom koktemperaturen blir högre.
c) mindre, eftersom koktemperaturen inte varierar med trycket.
d) lika, eftersom koktemperaturen är oberoende av tryck.
e) högre, eftersom trycket blir högre.

Se Svar

Alternativ b

2. (UFRN) På svåra vinterplatser är det vanligt att tillsätta en viss mängd etylenglykol i vattnet i bilradiatorer. Användningen av en lösning istället för vatten som kylvätska beror på att lösningen har:

a) lägre smältvärme.
b) lägre fryspunkt.
c) högre fryspunkt.
d) högre fusionsvärme.

Se Svar

Alternativ b

3. (Vunesp) Ett av sätten att läka sår, enligt populär tro, är att sätta socker eller kaffepulver på dem. Den kolligativa egenskapen som bäst förklarar avlägsnandet av vätska genom det beskrivna förfarandet, som gynnar läkning, studeras av:

a) osmometri.
b) kryoskopi.
c) endoskopi.
d) tonoskopi.
e) ebulliometrics.

Se Svar

Alternativ till

4. (UFMG) I en frys finns det fem sätt som innehåller olika vätskor, för att göra is- och citronis. Om formarna placeras i frysen samtidigt och initialt har samma temperatur kommer formen som innehåller 500 ml: att frysas först

a) rent vatten.
b) lösning, i vatten, innehållande 50 ml citronsaft.
c) lösning, i vatten, innehållande 100 ml citronsaft.
d) lösning, i vatten, innehållande 50 ml citronsaft och 50 g socker.
e) lösning, i vatten, innehållande 100 ml citronsaft och 50 g socker.

Se Svar

Alternativ till

5. (Cesgranrio-RJ) Smältpunkten för ett ämne x bestämdes, varvid ett värde var lägre än tabellen för detta ämne. Detta kan betyda att:

a) mängden ämne som användes vid bestämningen var mindre än nödvändigt.
b) mängden ämne som användes vid bestämningen var större än nödvändigt.
c) en del av ämnet inte har smält.
d) ämnet innehåller föroreningar.
e) ämnet är 100% rent.

Se Svar

Alternativ