Definition av colligativa egenskaper
Kolligativa egenskaper är egenskaperna för lösningar som beror på antalet partiklar i a volym av lösningsmedel (koncentrationen) och inte på massa eller identiteten på löst ämne partiklar. Kolligativa egenskaper påverkas också av temperaturen. Beräkning av egenskaperna fungerar bara perfekt för idealiska lösningar. I praktiken innebär detta att ekvationerna för kolligativa egenskaper endast bör tillämpas på utspädda verkliga lösningar när en icke flyktig löslig substans löses i ett flyktigt flytande lösningsmedel. För varje given massförhållande lösningsmedel till lösningsmedel är varje colligativ egenskap omvänt proportionell mot den molära massan för det lösta ämnet. Ordet "colligative" kommer från det latinska ordet colligatus, vilket betyder "bundet tillsammans", med hänvisning till hur egenskaperna hos ett lösningsmedel är bundna till koncentrationen av löst ämne i en lösning.
Hur kollegativa egenskaper fungerar
När ett löst ämne sättes till ett lösningsmedel för att skapa en lösning, förskjuter de upplösta partiklarna en del av lösningsmedlet i vätskefasen. Detta minskar koncentrationen av lösningsmedlet per volymenhet. I en utspädd lösning spelar det ingen roll vad partiklarna är, bara hur många av dem som finns. Så till exempel upplösning av CaCl
2 fullständigt skulle ge tre partiklar (en kalciumjon och två kloridjoner), medan upplösning av NaCl endast skulle ge två partiklar (en natriumjon och en kloridjon). Kalciumkloriden skulle ha en större effekt på kolligativa egenskaper än bordsaltet. Det är därför kalciumklorid är ett mer effektivt avisningsmedel vid lägre temperaturer än vanligt salt.Vilka är de kollektiva egenskaperna?
Exempel på colligativa egenskaper inkluderar ångtryck sänkning, fryspunkt depression, osmotiskt tryck, och höjning av kokpunkten. Om du till exempel lägger en nypa salt till en kopp vatten får vattnet frysa vid en lägre temperatur än det normalt skulle, koka vid en högre temperatur, ha ett lägre ångtryck och ändra dess osmotiska tryck. Medan kolligativa egenskaper i allmänhet beaktas för icke-flyktiga lösta ämnen, gäller effekten också för flyktiga lösta ämnen (även om det kan vara svårare att beräkna). För exempel, tillsats av alkohol (en flyktig vätska) till vatten sänker fryspunkten under det som vanligtvis ses för antingen ren alkohol eller rent vatten. Det är därför alkoholhaltiga drycker inte tenderar att göra det frysa i en frys hem.
Frysfunktionsdepression och höjdekvationer för kokpunkten
Fryspunktdepression kan beräknas utifrån ekvationen:
ΔT = iKfm
var
ΔT = Temperaturförändring i ° C
i = van 't Hoff-faktor
Kf = molal fryspunkt depressionskonstant eller kryoskopisk konstant i ° C kg / mol
m = molalitet av det lösta ämnet i mol lösta / kg lösningsmedel
Höjning av kokpunkten kan beräknas från ekvationen:
ΔT = Kbm
var
Kb = ebullioskopisk konstant (0,52 ° C kg / mol för vatten)
m = molalitet av det lösta ämnet i mol lösta / kg lösningsmedel
Ostwalds tre kategorier av lösta egenskaper
Wilhelm Ostwald introducerade 1891 konceptet med koligativa egenskaper. Han föreslog faktiskt tre kategorier av lösta egenskaper:
- Kolligativa egenskaper beror endast på lösta koncentration och temperatur, inte av typen av lösta partiklar.
- Konstitutionella egenskaper beror på molekylstrukturen hos de lösta partiklarna i en lösning.
- Tillsatsegenskaper är summan av alla partiklarnas egenskaper. Tillsatsegenskaper är beroende av molekylformeln för det lösta ämnet. Ett exempel på en tillsatsegenskap är massa.