Колігативні властивості передбачають дослідження на фізичні властивості розчинів, точніше розчинника в присутності розчиненої речовини.
Хоча нам не відомо, колігативні властивості широко використовуються в промислових процесах і навіть у різних повсякденних ситуаціях.
З цими властивостями пов'язані фізичні константи, наприклад, температура кипіння або плавлення певних речовин.
Як приклад можна навести процес автомобільної промисловості, наприклад, додавання добавок до автомобільних радіаторів. Це пояснює, чому в холодних місцях вода в радіаторі не замерзає.
Процеси, що проводяться з продуктами харчування, такими як соління м’яса або навіть їжа, насичена цукром, запобігають погіршенню стану та розповсюдженню організмів.
Крім того, опріснення води (видалення солі), а також місцями розсипання солі по снігу там, де зима дуже жорстка, підтверджуйте важливість знання колігативних наслідків рішення.
Хочете дізнатись більше про поняття, пов’язані з колігативними властивостями? Прочитайте статті:
- Фізичний стан води
- Температура плавлення та кипіння
- Осолення води
- Поділ сумішей
Розчинник і розчинена речовина
Перш за все, ми повинні звернути увагу на поняття розчинник і розчинена речовина, обидва компоненти розчину:
- Розчинник: речовина, яка розчиняється.
- Розчинена речовина: розчинена речовина.
Як приклад можна розглянути розчин води з сіллю, де вода являє собою розчинник, а сіль - розчинену речовину.
Хочете знати більше? Читайте теж Розчинність.
Колігативні ефекти: типи колігативних властивостей
Колігативні ефекти пов'язані з явищами, що відбуваються з розчиненими речовинами та розчинниками розчину, класифікуючись як:
Тонометричний ефект
Тоноскопія, яку також називають тонометрією, - явище, яке спостерігається, коли зниження максимального тиску пари рідини (розчинник).
Діаграма тонометричного ефекту
Це відбувається через розчинення нелеткої розчиненої речовини. Отже, розчинена речовина зменшує випаровувальну здатність розчинника.
Цей тип колігативного ефекту можна обчислити за таким виразом:
ΔP = р0 - П
Де,
ΔP: абсолютне зниження максимального тиску пари до розчину
P0: максимальний тиск пари чистої рідини, при температурі t
P: максимальний тиск пари розчину при температурі t
Ебуліометричний ефект
Ебуліоскопія, яку також називають ебуліометрією, є явищем, яке сприяє розвитку збільшення різниці температур рідини в процесі кипіння.
Графік ебуліометричного ефекту
Це відбувається через розчинення нелеткої розчиненої речовини, наприклад, коли ми додаємо цукор у воду, яка ось-ось закипить, температура кипіння рідини зростає.
Так званий ебуліометричний (або ебуліскопічний) ефект обчислюється за таким виразом:
ті = tі - т0
Де,
ті: підвищення температури кипіння розчину
ті: початкова температура кипіння розчину
т0: температура кипіння чистої рідини
Кріометричний ефект
Кріоскопія, яку також називають кріометрією, - це процес, при якому зниження температури замерзаннярозчину.
Кріометричний ефект графік
Це пов’язано з тим, що коли нелетюча розчинена речовина розчиняється в рідині, температура замерзання рідини знижується.
Прикладом кріоскопії є антифризні добавки, які розміщуються в автомобільних радіаторах в місцях, де температура дуже низька. Цей процес запобігає замерзанню води, допомагаючи життю автомобільних двигунів.
Крім того, сіль, що поширюється на вулицях у місцях, де зима дуже холодна, перешкоджає накопиченню льоду на дорогах.
Для розрахунку цього колігативного ефекту використовується наступна формула:
тç = t0 - тç
Де,
тç: зниження температури замерзання розчину
т0: температура замерзання чистого розчинника
тç: початкова температура замерзання розчинника в розчині
Ознайомтесь з експериментом з цим об’єктом за адресою: Експерименти з хімії
Закон Рауля
Так званий "Закон Рауля" був запропонований французьким хіміком Франсуа-Марі Раулем (1830-1901).
Він вивчав колігативні ефекти (тонометричні, ебуліометричні та кріометричні), допомагаючи у вивченні молекулярних мас хімічних речовин.
Вивчаючи явища, пов'язані з таненням і кипінням води, він дійшов висновку, що: при розчиненні 1 моль будь-яка летюча та неіонна розчинена речовина в 1 кг розчинника, у вас завжди однакові тонометричні, ебуліометричні або кріометричний.
Таким чином, закон Рауля можна виразити так:
“У нелетучому та неіонному розчині розчиненої речовини колігативний ефект пропорційний молярності розчину.”.
Це можна виразити наступним чином:
Pрішення = хрозчинник. Pчистий розчинник
Також прочитайте про Моль число і молярна маса.
осмометрія
Осмометрія - це різновид колігативної властивості, яка пов’язана осмотичний тиск розчинів.
Пам’ятайте, що осмос - це фізико-хімічний процес, який передбачає проходження води з менш концентрованого (гіпотонічного) середовища у більш концентроване (гіпертонічне) середовище.
Це відбувається через напівпроникну мембрану, яка дозволяє лише проходження води.
Напівпроникна дія мембрани через деякий час
Виклик осмотичний тиск саме тиск дозволяє воді рухатися. Іншими словами, саме тиск, що чиниться на розчин, перешкоджає його розведенню, пропускаючи чистий розчинник через напівпроникну мембрану.
Тому осмометрія - це вивчення та вимірювання осмотичного тиску в розчинах.
Зверніть увагу, що в техніці знесолення води (видалення солі) називається процес зворотний осмос.
Докладніше про Осмос.
Закони осмометрії
Голландський фізик і хімік Якобус Генрікус Ванн-Гофф (1852-1911) відповідав за постулювання двох законів, пов'язаних з осмометрією.
Перший закон можна виразити так:
“При постійній температурі осмотичний тиск прямо пропорційний молярності розчину.”
У другому законі, постульованому ним, ми маємо таке твердження:
“При постійній молярності осмотичний тиск прямо пропорційний абсолютній температурі розчину.”
Тому для розрахунку осмотичного тиску молекулярних і розведених розчинів використовується формула:
π = MRT
буття,
π: осмотичний тиск розчину (атм)
М: молярність розчину (моль / л)
Р.: універсальна константа ідеальних газів = 0,082 атм. Л / моль К
Т: абсолютна температура розчину (К)
Читайте теж Молярність.
Вправи з вступним іспитом із відгуками
1. Порівнюючи дві каструлі одночасно на двох однакових конфорках на одній і тій же плиті, спостерігається тиск газів у киплячій воді в закритій скороварці більше, ніж у киплячій воді в скороварці відчинено.
У цій ситуації, і якщо вони містять абсолютно однакову кількість усіх інгредієнтів, ми можемо заявити, що порівняно з тим, що відбувається на відкритій сковороді, час готування в скороварці закритим буде:
а) нижча, оскільки температура кипіння буде нижчою.
б) нижче, оскільки температура кипіння буде вищою.
в) менший, оскільки температура кипіння не змінюється залежно від тиску.
г) рівна, оскільки температура кипіння не залежить від тиску.
д) вище, оскільки тиск буде вищим.
Альтернатива b
2. (UFRN) У суворі зимові місця прийнято додавати певну кількість етиленгліколю у воду в автомобільних радіаторах. Використання розчину замість води в якості охолоджуючої рідини полягає в тому, що розчин має:
а) менша теплота плавлення.
б) нижча температура замерзання.
в) вища температура замерзання.
г) більша теплота плавлення.
Альтернатива b
3. (Вунесп) Одним із способів загоєння ран, за поширеною думкою, є покладання на них цукру або кавової пудри. Колігативна властивість, яка найкраще пояснює виведення рідини, описаною процедурою, що сприяє загоєнню, вивчається:
а) осмометрія.
б) кріоскопія.
в) ендоскопія.
г) тоноскопія.
д) ебуліометрія.
Альтернатива
4. (UFMG) У морозильній камері існує п’ять способів, що містять різні рідини, щоб приготувати льодяник та фруктове морозиво. Якщо форми розміщують у морозильній камері одночасно і спочатку мають однакову температуру, форма, що містить 500 мл: спочатку заморожується
а) чиста вода.
б) розчин у воді, що містить 50 мл лимонного соку.
в) розчин у воді, що містить 100 мл лимонного соку.
г) розчин у воді, що містить 50 мл лимонного соку і 50 г цукру.
д) розчин у воді, що містить 100 мл лимонного соку і 50 г цукру.
Альтернатива
5. (Cesgranrio-RJ) Точку плавлення речовини x визначали, знаходячи значення, нижче, ніж для таблиці, вказане для цієї речовини. Це може означати, що:
а) кількість речовини, використаної для визначення, була меншою за необхідну.
б) кількість речовини, використаної для визначення, була більшою, ніж необхідна.
в) частина речовини не розплавилася.
г) речовина містить домішки.
д) речовина на 100% чиста.
Альтернатива
