POVINNÉ VLASTNOSTI (SO VZORCAMI) - CHÉMIA - 2026

Koligativních vlastnosťou je akákoľvek vlastnosť látky, ktorá závisí na, alebo sa mení v súlade s, počet častíc v nej prítomný (vo forme molekúl alebo atómov), a to bez závislosti od povahy týchto častíc.

Inými slovami, možno ich tiež vysvetliť ako vlastnosti roztokov, ktoré závisia od vzťahu medzi počtom častíc rozpustenej látky a počtom častíc rozpúšťadla. Tento koncept predstavil v roku 1891 nemecký chemik Wilhelm Ostwald, ktorý klasifikoval vlastnosti solutu do troch kategórií.

Tieto kategórie tvrdili, že koligatívne vlastnosti záviseli iba od koncentrácie a teploty rozpustenej látky, a nie od povahy jej častíc.

Ďalej, aditívne vlastnosti, ako je hmotnosť, záviseli od zloženia rozpustenej látky a ústavné vlastnosti záviseli viac od molekulovej štruktúry rozpustenej látky.

Povinné vlastnosti

Koligatívne vlastnosti sa študujú hlavne pre zriedené roztoky (kvôli takmer ideálnemu správaniu) a sú nasledujúce:

Zníženie tlaku pár

Dá sa povedať, že tlak pary kvapaliny je rovnovážny tlak molekúl pary, s ktorými je táto kvapalina v kontakte.

Podobne vzťah týchto tlakov je vysvetlený Raoultovým zákonom, ktorý vyjadruje, že parciálny tlak zložky sa rovná súčinu molárnej frakcie zložky tlakom pár v jej čistom stave:

P = X . Pº

V tomto výraze:

P _A = parciálny tlak pár zložky A v zmesi.

X _A = molárna frakcia zložky A.

Pº _A = Tlak pár čistej zložky A.

V prípade poklesu tlaku pár rozpúšťadla sa to stane, keď sa k nemu pridá neprchavá rozpustená látka za vzniku roztoku. Ako je známe a podľa definície, neprchavá látka nemá tendenciu sa odparovať.

Z tohto dôvodu sa čím viac tejto rozpustenej látky pridáva do prchavého rozpúšťadla, tým nižší bude tlak pary a čím menej rozpúšťadla môže unikať, stane sa plynným stavom.

Takže, keď sa rozpúšťadlo prirodzene alebo násilne odparuje, zostane určité množstvo rozpúšťadla bez odparenia spolu s neprchavým rozpusteným rozpúšťadlom.

Tento jav možno lepšie vysvetliť pomocou pojmu entropia: keď molekuly prechádzajú z kvapalnej fázy do plynnej fázy, zvyšuje sa entropia systému.

To znamená, že entropia tejto plynnej fázy bude vždy väčšia ako entropia v kvapalnom stave, pretože molekuly plynu zaberajú väčší objem.

Potom, ak sa entropia tekutého stavu zvyšuje zriedením, aj keď je spojená s rozpustenou látkou, rozdiel medzi týmito dvoma systémami sa znižuje. Z tohto dôvodu zníženie entropie tiež znižuje tlak pary.

Zvýšenie teploty varu

Bod varu je teplota, pri ktorej je rovnováha medzi kvapalnou a plynnou fázou. V tomto bode sa počet molekúl plynu meniacich kvapalinu (kondenzuje) rovná počtu molekúl kvapaliny odparujúcich sa na plyn.

Pridanie rozpustenej látky spôsobí zriedenie koncentrácie kvapalných molekúl, čo spôsobí zníženie rýchlosti odparovania. To vedie k zmene teploty varu, aby sa kompenzovala zmena koncentrácie rozpúšťadla.

Inými slovami, teplota varu roztoku je vyššia ako teplota rozpúšťadla v čistom stave. Toto je vyjadrené matematickým výrazom uvedeným nižšie:

ΔT _b = i. K _b . m

V tomto výraze:

AT _b = T _b (roztok) - T _b (rozpúšťadlo) = Zmena teploty varu.

i = van't Hoffov faktor.

K _b = varu konštanta rozpúšťadla (0,512 ° C / molal pre vodu).

m = molarita (mol / kg).

Zníženie teploty mrazu

Teplota mrazu čistého rozpúšťadla sa zníži, keď sa pridá množstvo rozpustenej látky, pretože je ovplyvnené rovnakým javom, ako klesá tlak pary.

Deje sa tak preto, že keď sa tlak pary v rozpúšťadle zníži zriedením rozpustenej látky, bude potrebná nižšia teplota, aby sa zaistilo jej zmrazenie.

Na vysvetlenie tohto javu je možné vziať do úvahy aj povahu procesu zmrazovania: aby kvapalina zamrzla, musí dosiahnuť usporiadaný stav, v ktorom skončí tvorením kryštálov.

Ak sú v kvapaline nečistoty vo forme rozpustených látok, bude kvapalina menej usporiadaná. Z tohto dôvodu bude mať roztok ťažšie zmrazenie ako rozpúšťadlo bez nečistôt.

Toto zníženie je vyjadrené ako:

AT _f = -i. K _f . m

Vo vyššie uvedenom výraze:

AT _f = T _f (roztok) - T _f (rozpúšťadlo) = Variácie teplotu tuhnutia.

i = van't Hoffov faktor.

K _f = Zmrazenie konštanta rozpúšťadlá (1,86 ° C kg / mol pre vodu).

m = molarita (mol / kg).

Osmotický tlak

Proces známy ako osmóza je tendencia rozpúšťadla prechádzať cez polopriepustnú membránu z jedného roztoku do druhého (alebo z čistého rozpúšťadla do roztoku).

Táto membrána predstavuje bariéru, cez ktorú môžu prechádzať niektoré látky a iné nemôžu, ako je to v prípade semipermeabilných membrán v bunkových stenách živočíšnych a rastlinných buniek.

Osmotický tlak je potom definovaný ako minimálny tlak, ktorý musí byť aplikovaný na roztok, aby sa zastavil priechod čistého rozpúšťadla semipermeabilnou membránou.

Je tiež známa ako miera tendencie roztoku dostávať čisté rozpúšťadlo v dôsledku účinku osmózy. Táto vlastnosť je koligatívna, pretože závisí od koncentrácie rozpustenej látky v roztoku, ktorá je vyjadrená ako matematický výraz:

Π. V = n. R. T alebo π = M. R. T

V týchto výrazoch:

n = počet mólov častíc v roztoku.

R = univerzálna plynová konštanta (8.314472 J. K ^-1 . Mol ^-1 ).

T = teplota v kelvinoch.

M = molarita.

Referencie

1. Wikipedia. (SF). Povinné vlastnosti. Zdroj: en.wikipedia.org
2. BC. (SF). Povinné vlastnosti. Obnovené z opentextbc.ca
3. Bosma, WB (nd). Povinné vlastnosti. Zdroj: chemistryexplained.com
4. Sparknotes. (SF). Povinné vlastnosti. Získané z sparknotes.com
5. University, FS (sf). Povinné vlastnosti. Získané z chem.fsu.edu