Koligatyviosios savybės

Garų slėgio sumažėjimas ir Raoult dėsnis

Idealiame tirpale su nelakiu tirpiniu P₁=x₁P₁°. Kadangi tirpiklio molinė dalis x₁<1, tirpalo garų slėgis mažesnis nei gryno tirpiklio. Jei skirtingų molekulių sąveikos smarkiai skiriasi nuo idealaus maišymosi, galimi teigiami arba neigiami nuokrypiai.

Virimo temperatūros pakilimas ir užšalimo temperatūros sumažėjimas

Mažesnis garų slėgis reiškia, kad reikia aukštesnės temperatūros, kol jis susilygina su išoriniu slėgiu, todėl virimo temperatūra padidėja. Skystas tirpalas taip pat išlieka stabilus iki žemesnės temperatūros prieš užšaldamas. ΔT_b=iK_bm, ΔT_f=iK_fm.

Osmosinis slėgis

Pakankamai praskiestiems tirpalams π=iMRT. Osmosinis slėgis yra slėgis, būtinas sustabdyti grynąjį tirpiklio srautą per pusiau laidžią membraną. Jis tinka didelių molekulių molinėms masėms įvertinti; atvirkštinė osmozė taiko dar didesnį slėgį gėlinimui.

Elektrolitai ir van ’t Hoffo faktorius

NaCl idealiai skyla į du jonus, todėl pirmasis artinys i≈2; CaCl₂ — apie 3. Realios vertės gali būti mažesnės dėl jonų sąveikų. Ne elektrolitams, pavyzdžiui, sacharozei, i≈1, jei molekulės reikšmingai nesiasocijuoja ir nedisocijuoja.

ΔT formulėms naudojamas molialumas, ne moliškumas

Molialumas — tirpinio moliai kilogramui tirpiklio. Masė beveik nepriklauso nuo temperatūros, o tirpalo tūris kinta, todėl užšalimo ir virimo temperatūros formulėse naudojamas molialumas. Koncentruotiems tirpalams vietoje paprastų koncentracijų reikia aktyvumų.

Koligatyviųjų efektų taikymas matavimams

Molinė masė iš užšalimo temperatūros sumažėjimo

Žinant nežinomo neelektrolito ir tirpiklio mases, iš ΔT_f nustatomas molialumas, tada medžiagos kiekis ir molinė masė. Metodas geriausias, kai tirpinys nedisocijuoja, nesiasocijuoja ir nereaguoja.

Antifrizas yra termodinaminis kompromisas

Etilenglikolis mažina vandens užšalimo ir didina virimo temperatūrą, tačiau realiam aušinimo skysčiui svarbūs ir klampa, šilumos perdavimas bei korozijos inhibitoriai.

Osmosė ir ląstelės

Ląstelių membranų selektyvus pralaidumas leidžia osmosiniams gradientams keisti ląstelės tūrį. Reikia vertinti, kurie jonai ir molekulės pereina membraną, o ne vien π=iMRT.

Pavyzdys: užšalimo temperatūros sumažėjimas

0,100 mol neelektrolito ištirpinus 0,500 kg vandens, m=0,200 mol kg⁻¹. Kai K_f=1,86 K kg mol⁻¹ ir i=1, ΔT_f=0,372 K, taigi užšalimo temperatūra apie −0,372 °C. Idealus 1:1 elektrolitas duotų maždaug dvigubą pokytį.

Distiliacija ir garų sudėtis

Raoult dėsnis paaiškina, kodėl garuose lakiojo komponento dalis gali būti didesnė nei skystyje. Kartotinis garinimas ir kondensavimas jį praturtina. Jei abu komponentai lakūs, reikia pilno skysčio–garų pusiausvyros aprašo.

Asociacija gali duoti i<1

Dimerizacija ar kita asociacija sumažina savarankiškai judančių dalelių skaičių, todėl efektyvus van ’t Hoffo faktorius gali būti mažesnis už 1.

Pratimai

Dalelių skaičius

Molialumas

Osmosė