Kolligatiivsed omadused

Kolligatiivsed omadused sõltuvad piisavalt lahjas ideaalses lahuses peamiselt lahustunud osakeste arvust, mitte nende keemilisest identiteedist. Nende hulka kuuluvad aururõhu alanemine, keemispunkti tõus, külmumispunkti langus ja osmootne rõhk.

Kolligatiivsed omadusedΔTf = iKfm
Miks osakeste arv loeb. Mittelenduva soluudi lisamine vähendab lahusti mooliosa ja keemilist potentsiaali ning nihutab faasitasakaalu tingimusi.

Miks osakeste arv loeb

Mittelenduva soluudi lisamine vähendab lahusti mooliosa ja keemilist potentsiaali ning nihutab faasitasakaalu tingimusi.

Ideaalses lahjas piirjuhus annavad sama efektiivse osakeste arvuga soluutid sarnase kolligatiivse efekti.

Raoult' seadus

Ideaallahuses P_lahusti=x_lahusti P°_lahusti. Kuna x_solvent<1, on lahusti aururõhk madalam kui puhtal lahustil.

Kui mitu komponenti on lenduvad, tuleb arvestada nende osarõhke ja aurufaasi koostist.

Tulemus

Tulemus: K

Keemis- ja külmumispunkt

Lahjades lahustes ΔT_b=iK_bm ja ΔT_f=iK_fm. Soluut tõstab keemispunkti ning langetab külmumispunkti.

Molality m põhineb lahusti massil ega muutu otseselt temperatuuriga nagu molaarsus.

Kolligatiivsed omadusedΔTb = iKbm
Raoult' seadus. Ideaallahuses P_lahusti=x_lahusti P°_lahusti. Kuna x_solvent<1, on lahusti aururõhk madalam kui puhtal lahustil.

van 't Hoffi tegur

i arvestab, mitu efektiivset osakest tekib ühe valemiühiku kohta. NaCl ideaalis i≈2 ja CaCl₂ i≈3, kuid ioonide vastastikmõju viib tegeliku väärtuse sageli väiksemaks.

Assotsieeruvate molekulide korral võib i olla alla 1.

Osmootne rõhk

π=iMRT on eriti tundlik suure molaarmassiga ainete korral, sest väikesest kontsentratsioonist võib tekkida mõõdetav rõhk.

Polümeeride ja valkude korral tuleb kontrollida mitteideaalsust ning membraani selektiivsust.

Kehtivuspiirid

Need valemid on lahja lahuse lähendused. Kontsentreeritud elektrolüütides on vajalikud aktiivsused ja täpsemad termodünaamilised mudelid.

Arvutus peab kontrollima dissotsiatsiooni, assotsiatsiooni ja ühikuid; pelgalt algebra ei taga õiget füüsikat.

Molaarmassi määramine

Mõõdetud ΔT_f või osmootse rõhu kaudu saab sobivas lahjas režiimis leida soluudi moolide arvu ja teadaoleva massi abil molaarmassi.

Kui dissotsiatsioon, assotsiatsioon või mitteideaalsus jäetakse arvestamata, saadakse süsteemselt vale molaarmass.

Lahendatud näide

Külmumispunkt

m=0,50 mol/kg, i=2, K_f=1,86

Lahendus

ΔT_f=1,86 K

Keemispunkt

m=0,20, i=1, K_b=0,512

Lahendus

ΔT_b≈0,102 K