Колігативні властивості

Колігативні властивості в достатньо розбавлених ідеальних розчинах залежать переважно від кількості розчинених частинок, а не від їхньої хімічної природи. До них належать зниження тиску пари, підвищення температури кипіння, зниження температури замерзання та осмотичний тиск.

Колігативні властивостіΔTf = iKfm
Чому важлива кількість частинок. Додавання нелеткого розчинена речовина зменшує мольну частку і хімічний потенціал розчинника, зміщуючи умови фазової рівноваги.

Чому важлива кількість частинок

Додавання нелеткого розчинена речовина зменшує мольну частку і хімічний потенціал розчинника, зміщуючи умови фазової рівноваги.

В ідеальному розбавленому режимі однакова ефективний підрахунок частинок дає подібний колігативний ефект.

Закон Рауля

Для ідеального розчину P_розчинник=x_розчинник P°_розчинник. Оскільки x_розчинник<1, тиск пари розчинника нижчий за тиск чистого розчинника.

Якщо леткі кілька компонентів, потрібно враховувати їхні парціальні тиски і склад пари.

Результат

Результат: K

Кипіння і замерзання

Для розбавлених розчинів ΔT_b=iK_bm і ΔT_f=iK_FM. Розчинена речовина підвищує температуру кипіння й знижує температуру замерзання.

Моляльність базується на масі розчинника і не змінюється безпосередньо з температурою, як молярність.

Колігативні властивостіΔTb = iKbm
Закон Рауля. Для ідеального розчину P_розчинник=x_розчинник P°_розчинник. Оскільки x_розчинник<1, тиск пари розчинника нижчий за тиск чистого розчинника.

Фактор ван 'т Гоффа

i враховує число ефективних частинок на формульну одиницю. Для NaCl ідеальний предел i≈2, для CaCl₂ i≈3, але іонні взаємодії зменшують реальні значення.

За асоціації молекул i може бути меншим за 1.

Осмотичний тиск

π=iMRT особливо чутливе для великих молярних мас, коли невелика концентрація все ж створює вимірюваний тиск.

Для макромолекул треба контролювати неідеальність і проникність мембрани.

Межі моделі

Прості колігативні рівняння — наближення для розбавлених розчинів. Для концентрованих електролітів потрібні діяльності та точніші термодинамічні моделі.

Перевіряйте дисоціацію, асоціацію та одиниці: правильна алгебра ще не гарантує правильної фізики.

Визначення молярної маси

У відповідному розбавити режимі вимірювання ΔT_f або π дозволяє знайти кількість речовини розчинена речовина і за відомою масою — молярну масу.

Якщо не врахувати дисоціація, об'єднання або неідеальність, отримана молярна маса буде систематично помилковою.

Розібраний приклад

Зниження T_f

m=0,50 моль/кг, i=2, K_f=1,86

Розв’язання

ΔT_f=1,86 K

Підвищення T_b

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

Розв’язання

ΔT_b≈0,102 K