Коллигативные свойства

Почему важно число частиц

Добавление нелетучего растворенное вещество уменьшает мольную долю и химический потенциал растворителя, сдвигая условия фазового равновесия.

В идеальном разбавленном пределе одинаковое эффективное количество частиц даёт сходный коллигативный эффект.

Закон Рауля

Для идеального раствора P_растворитель=x_растворитель P°_растворитель. Поскольку x_растворитель<1, давление пара растворителя ниже, чем у чистого растворителя.

Если несколько компонентов летучи, нужно учитывать их парциальные давления и состав пара.

Кипение и замерзание

Для разбавленных растворов ΔT_b=яК_бм и ΔT_f=яК_фм. растворенное вещество повышает температуру кипения и понижает температуру замерзания.

Моляльность основана на массе растворителя и не меняется напрямую с температурой, в отличие от молярность.

Фактор ван 'т Гоффа

i учитывает число эффективных частиц на формульную единицу. Для NaCl идеальный предел i≈2, для CaCl₂ i≈3, но взаимодействия ионов уменьшают реальные значения при конечной концентрации.

При ассоциации молекул i может быть меньше 1.

Осмотическое давление

π=iMRT особенно чувствительно для больших молярных масс, когда небольшая концентрация всё же создаёт измеримое давление.

Для макромолекул нужно контролировать неидеальность и проницаемость мембраны.

Границы модели

Простые коллигативные формулы — приближения разбавленных растворов. Для концентрированных электролитов требуются активности и более точная термодинамика.

Нужно проверять диссоциацию, ассоциацию и единицы: правильная алгебра ещё не гарантирует правильную физику.

Определение молярной массы

В подходящем разбавленном режиме по измеренному ΔT_f или π можно определить число молей растворенное вещество, а при известной массе — его молярную массу.

Игнорирование диссоциации, ассоциации или неидеальности даёт систематически неверную оценку молярной массы.

Разобранный пример