Definiție proprietăți coligative
Proprietățile coligative sunt proprietățile soluţii care depind de numărul de particule din a volum de solvent (concentrația) și nu pe masa sau identitatea solut particule. Proprietățile coligative sunt de asemenea afectate de temperatură. Calculul proprietăților funcționează perfect doar pentru soluții ideale. În practică, aceasta înseamnă că ecuațiile proprietăților coligative ar trebui să fie aplicate numai pentru soluțiile reale diluate atunci când un solut nevolatil este dizolvat într-un solvent lichid volatil. Pentru orice raport de masă solut / solvent, orice proprietate coligativă este invers proporțională cu masa molară a solutului. Cuvântul „coligativ” provine de la cuvântul latin colligatus, care înseamnă „legat împreună”, referindu-se la modul în care proprietățile unui solvent sunt legate de concentrația de solut într-o soluție.
Cum funcționează proprietățile coligative
Când se adaugă un solut la un solvent pentru a face o soluție, particulele dizolvate deplasează o parte din solvent în faza lichidă. Aceasta reduce concentrația solventului pe unitatea de volum. Într-o soluție diluată, nu contează care sunt particulele, doar câte dintre ele sunt prezente. Deci, de exemplu, dizolvarea CaCl
2 complet ar produce trei particule (un ion de calciu și doi ioni clorură), în timp ce dizolvarea NaCl ar produce doar două particule (un ion de sodiu și un ion de clorură). Clorura de calciu ar avea un efect mai mare asupra proprietăților coligative decât sarea de masă. Acesta este motivul pentru care clorura de calciu este un agent de degivrare mai eficient la temperaturi mai mici decât sarea obișnuită.Care sunt proprietățile coligative?
Exemple de proprietăți coligative includ presiunea de vapori coborâre, depresiunea punctului de îngheț, presiune osmotica, și ridicarea punctului de fierbere. De exemplu, adăugarea unui vârf de sare la o cană de apă face ca apa să înghețe la o temperatură mai mică decât aceasta în mod normal, fierbe la o temperatură mai mare, ar avea o presiune mai mică a vaporilor și își schimbă presiunea osmotică. În timp ce proprietățile coligative sunt considerate, în general, pentru soluțiile nevolatile, efectul se aplică și solutilor volatile (deși poate fi mai greu de calculat). Pentru exempluadăugarea de alcool (un lichid volatil) în apă scade punctul de îngheț sub cel observat în mod obișnuit pentru alcool pur sau apă pură. Acesta este motivul pentru care băuturile alcoolice tind să nu îngheţa într-un congelator pentru casă.
Depresiunea punctului de congelare și ecuațiile de creștere a punctului de fierbere
Depresia punctului de congelare poate fi calculată din ecuație:
ΔT = iKfm
Unde
ΔT = Schimbarea temperaturii în ° C
i = van 't Hoff factor
Kf = constanta depresiei punctului de congelare molară sau constantă crioscopică în ° C kg / mol
m = molalitatea solutului în solut mol / kg solvent
Altitudinea punctului de fierbere poate fi calculată din ecuație:
ΔT = Kbm
Unde
Kb = constantă ebullioscopică (0,52 ° C kg / mol pentru apă)
m = molalitatea solutului în solut mol / kg solvent
Cele trei categorii de proprietăți ale solutilor din Ostwald
Wilhelm Ostwald a introdus în 1891 conceptul de proprietăți coligative. El a propus de fapt trei categorii de proprietăți de solutie:
- Proprietățile coligative depind doar de concentrația și temperatura solutului, nu de natura particulelor de solut.
- Proprietățile constituționale depind de structura moleculară a particulelor de solut dintr-o soluție.
- Proprietățile aditive sunt suma tuturor proprietăților particulelor. Proprietățile aditive depind de formula moleculară a solutului. Un exemplu de proprietate aditivă este masa.