Kolligativ Eegenschaften

Kolligativ Eegenschaften hunn eng gemeinsam Iddi: a genuch verdënnte Léisunge verännert d’Zuel vun de Solutpartikelen de chemesche Potenzial vum Léisungsmëttel. Dofir kënne Dampdrock, Kach- a Gefréierpunkt an osmoteschen Drock mat der Partikelkonzentratioun verbonne ginn.

Erofsetze vum Dampdrock

Fir en net-flüchtege Solut an enger idealer Léisung gëtt d’Raoult-Gesetz PLéisungsmëttel = xLéisungsmëttelP°. Solut derbäisetzen reduzéiert de Molbroch vum Léisungsmëttel an domat säin Dampdrock. Et ass keng mechanesch “Ofdeckung” vun der Uewerfläch, mee eng Gläichgewiichtsfolleg.

P°xP°Kolligativ Eegenschaften
Erofsetze vum Dampdrock. Fir en net-flüchtege Solut an enger idealer Léisung gëtt d’Raoult-Gesetz PLéisungsmëttel = xLéisungsmëttelP°. Solut derbäisetzen reduzéiert de Molbroch vum Léisungsmëttel an domat säin Dampdrock. Et ass keng mechanesch “Ofdeckung” vun der Uewerfläch, mee eng Gläichgewiichtsfolleg.

Kachpunktserhéijung a Gefréierpunktserofsetzung

Fir verdënnte Léisunge gëllt ΔTb = iKbm an ΔTf = iKfm. D’Konstanten K gehéieren zum Léisungsmëttel. D’Molalitéit m ass Mol Solut pro Kilogramm Léisungsmëttel an vermeit e volumenofhängege Feeler duerch Temperaturännerung.

ΔTb = iKbmΔTf = iKfm
Kachpunktserhéijung a Gefréierpunktserofsetzung. Fir verdënnte Léisunge gëllt ΔTb = iKbm an ΔTf = iKfm. D’Konstanten K gehéieren zum Léisungsmëttel. D’Molalitéit m ass Mol Solut pro Kilogramm Léisungsmëttel an vermeit e volumenofhängege Feeler duerch Temperaturännerung.

Osmoteschen Drock

Déi selwecht Partikelzielung erschéngt an π = iMRT. Den osmoteschen Drock ass eng Gläichgewiichtseegenschaft an net eng Flossgeschwindegkeet. Bei biologesche Membrane spillt och d’spezifesch Permeabilitéit vun de Soluten eng Roll.

Elektrolyten, Associatioun an van-’t-Hoff-Faktor

De Faktor i steet fir déi effektiv Zuel vu Partikelen. Ideal NaCl suggeréiert i≈2 an CaCl₂ i≈3, mee Ioneninteraktioune maachen déi real Wäerter dacks méi kleng. Wann Moleküllen associéieren, kann i esouguer ënner 1 falen. i ass also ausserhalb vum ideale Grenzfall keng fix Eegenschaft vun der Formel.

Miessungen an Uwendungen

Molar Mass aus Gefréierpunktserofsetzung

Wann eng bekannt Mass vun engem onbekannten Net-Elektrolyt an enger bekannter Mass Léisungsmëttel opgeléist gëtt, gëtt ΔTf d’Molalitéit. Doraus kritt een d’Mol Solut an duerno d’molar Mass. D’Method funktionéiert am beschten, wann d’Léisung verdënnt bleift an de Solut net associéiert, dissociéiert oder reagéiert.

Antigel ass en thermodynamesche Kompromëss

Ethylenglykol senkt de Gefréierpunkt an erhéicht de Kachpunkt vum Waasser, sou datt de flëssegen Aarbechtsberäich vun engem Killmëttel méi grouss gëtt. Eng real Formuléierung hänkt awer och vu Korrosiounshemmer, Viskositéit a Wärmetransport of. Ëmmer méi Solut derbäisetzen ass net automatesch besser, well d’Ofwäichunge vum ideale Modell wuessen.

Osmose an Zellen

Zellmembrane si selektiv permeabel, sou datt osmotesch Gradiente de Zellvolume ännere kënnen. Eng isotonesch Léisung huet en effektiven osmoteschen Drock ähnlech wéi am Zellinterieur; hypotonesch an hypertonesch Medien dreiwen d’Waasser an entgéintgesate Richtungen. Biologesch Membrane sinn awer keng ideal semipermeabel Membranen.

Geléist Beispill: Gefréierpunktserofsetzung

Léis 0,100 mol vun engem Net-Elektrolyt an 0,500 kg Waasser. D’Molalitéit ass 0,200 mol kg⁻¹. Mat Kf(Waasser)=1,86 K kg mol⁻¹ an i=1: ΔTf=1×1,86×0,200=0,372 K. De virausgesote Gefréierpunkt ass ronn −0,372 °C.

Destillatioun an Dampzesummesetzung

D’Raoult-Gesetz hëlleft och ze verstoen, firwat Destillatioun flüchteg Flëssegkeete trenne kann: de Bestanddeel mat dem méi héijen Dampdrock ass an der Dampphas beräichert. Wann déi zwou Komponente flüchteg sinn, brauch een eng komplett Damp–Flësseg-Geschreiwung; déi einfach ΔT-Formele huelen normalerweis en net-flüchtege Solut un.

Übungen

Partikelzielung

Wat senkt bei derselwechter Molalitéit ideal de Gefréierpunkt méi staark: Glukos oder NaCl?

Léisung

NaCl, well en ideale 1:1-Elektrolyt ongeféier duebel sou vill onofhängeg Partikele liwwert (i≈2) wéi Glukos (i≈1).

Firwat Molalitéit?

Firwat benotzen d’ΔT-Formele Molalitéit an net Molaritéit?

Léisung

Well d’Molalitéit op der Mass vum Léisungsmëttel baséiert, déi sech mat der Temperatur net ännert, wärend d’Léisungsvolumen an domat d’Molaritéit sech ännere kënnen.

Associatioun

Kann i méi kleng wéi 1 sinn?

Léisung

Jo. Wann Solutmoleküllen sech associéieren (zum Beispill dimeriséieren), kann d’Zuel vun onofhängege Partikele méi kleng sinn wéi d’Zuel vun dobäigesate Formeleenheeten.