Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- A gőznyomás csökkentése oldott anyag hozzáadásával
- Forráspont magasság egy keverékben
- Fagypont nyomás a keverékben
- Növekszik az oldatok ozmotikus nyomása
- Kollégiális tulajdonságok és erõsség
Az autóipari fagyálló, vese-dialízis és kősó használata a fagylalt elkészítéséhez nem tűnik úgy, mintha nekik lenne valami közös. De mindegyik attól függ az oldatok kolligatív tulajdonságai. Ezek a tulajdonságok az oldatok fizikai tulajdonságai, amelyek csak az oldott anyag és az oldószer (például a só vízben) részecskeszámának arányától függnek, és nem az oldott anyag azonosságától.
Az emberi test sejtjei, növényi sejtjei és oldatai, mint például fagyálló és fagylalt, a kollagációs tulajdonságoktól függnek.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
Túl hosszú; nem olvastam (TL; DR)
Négy kolllatív tulajdonságnak van kitéve: gőznyomás, forráspont, fagyáspont és ozmotikus nyomás. Az oldatok ezen fizikai tulajdonságai csak az oldott anyag és az oldószer részecskéinek arányától függenek az oldatban, és nem attól, hogy mi az oldott anyag.
A gőznyomás csökkentése oldott anyag hozzáadásával
Egy oldószer (például víz) gőznyomása p1-vel jelölve. Ez megegyezik a egy nyomás atmoszféra.
Nál nél egyensúlyiAz oldószer feletti gázfázis (például vízgőz) parciális nyomása p1-vel egyenlő. Oldott anyag (például asztali só, NaCl) hozzáadása csökkenti az oldószer parciális nyomását a gázfázisban. A gőznyomás csökkenését az oldat felületén levő oldószermolekulák oldott molekulákkal történő helyettesítése okozza. Az oldószermolekulák „kiszorítják” a párolgást. Mivel kevesebb oldószermolekula van a felületen, a gőznyomás csökken.
Forráspont magasság egy keverékben
Az oldószert forralva lényegében elpárologtatja az oldószert. Forráspont magasságavagy az oldószer forráspontjának emelése hasonló okból történik, mint a gőznyomás csökkentése. A felületen lévő megnövekedett mennyiségű oldott anyag gátolja az oldószer párolgását, tehát több forrásra van szükség a forráspont eléréséhez.
Ez feltételezi, hogy az oldott anyag nem illékony, vagyis szobahőmérsékleten alacsony a gőznyomása. Az illékony oldott anyag, amelynek forráspontja alacsonyabb, mint az oldószer, ténylegesen csökkentheti a forráspontot. A benzol az illékony szerves vegyületek (VOC) példája.
Fagypont nyomás a keverékben
Az oldat fagyáspontja alacsonyabb lesz, mint a tiszta oldószeré. Fagypont az a hőmérséklet, amelyen egy folyadék szilárdvá válik 1 atmoszférában. Fagypont nyomás azt jelenti, hogy a fagyasztási hőmérséklet csökken. Ez azt jelenti, hogy a folyadéknak hidegebbnek kell lennie a fagyasztás eléréséhez. Ennek oka az, hogy az oldott anyag jelenléte több rendellenességet okoz a rendszerben, mint csak az oldószermolekulák esetében. Ezért a keveréknek hidegebbnek kell lennie, hogy elkerülje a rendezetlenebb rendszer hatásait.
Ennek a kollégiális tulajdonságnak a gyakorlati alkalmazása gépjármű fagyálló. Az etilénglikol (CH2(OH) CH2(OH)) -33 Celsius fok (-27,4 fok Fahrenheit), szemben a 0 Celsius fokkal (32 Fahrenheit fok). Fagyálló anyagot adnak az autó radiátorához, így az autót sokkal alacsonyabb hőmérsékleteknek kell kitenni, mielőtt az autó rendszerében a víz lefagy.
Növekszik az oldatok ozmotikus nyomása
Ozmózis akkor fordul elő, amikor az oldószermolekulák egy féligáteresztő membránon mozognak. A membrán egyik oldala tartalmazhat oldószert, a másik oldala pedig oldott anyagot. Az oldószer mozgatása a nagyobb koncentrációjú területről egy alacsonyabb koncentrációs területre, vagy a nagyobb kémiai potenciálról az alacsonyabb kémiai potenciálra folytatódik, amíg egyensúlyt nem érnek el. Ez az áramlás természetesen megtörténik, tehát az oldott oldalon bizonyos mértékű nyomást kell bevezetni az áramlás megállításához.
A ozmotikus nyomás az a nyomás, amely megállíthatja ezt az áramlást. Az oldatok esetében általában növekszik az ozmotikus nyomás. Minél több oldott molekula van, annál több oldószermolekulát nyomnak össze. Az oldott molekulák jelenléte a membrán egyik oldalán azt jelenti, hogy kevesebb oldószer-molekula képes átjutni az oldat oldalára. Az ozmotikus nyomás közvetlenül kapcsolódik az oldott anyag koncentrációjához: az oldott anyag magasabb ozmotikus nyomásra fordul.
Kollégiális tulajdonságok és erõsség
A kolligatív tulajdonságok mind az oldat molaritásától (m) függenek. A molaritást az oldott anyag mólja és az oldószer kgja határozza meg. Az oldott anyag többé-kevésbé vagy kevesebb mennyisége, amely az oldószerhez viszonyítva jelen van, befolyásolja a fent felvázolt négy kollagációs tulajdonság kiszámítását.