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.
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.
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