Definisjon og eksempler på kollegative egenskaper

Kolligative egenskaper er egenskaper til løsninger som avhenger av antall partikler i a volum av løsemiddel (konsentrasjonen) og ikke på masse eller identiteten til oppløst stoff partikler. Koligative egenskaper påvirkes også av temperaturen. Beregning av egenskapene fungerer bare perfekt for ideelle løsninger. I praksis betyr dette at ligningene for kolligative egenskaper bare skal brukes til å fortynne virkelige oppløsninger når et ikke-flyktig løsemiddel er oppløst i et flyktig flytende løsningsmiddel. For ethvert gitt masseforhold mellom løsningsmiddel og løsningsmiddel er enhver colligativ egenskap omvendt proporsjonal med den molære massen til det løste stoffet. Ordet "colligative" kommer fra det latinske ordet colligatus, som betyr "bundet sammen", med henvisning til hvordan egenskapene til et løsningsmiddel er bundet til konsentrasjonen av løst stoff i en løsning.

Når et oppløst stoff tilsettes et løsningsmiddel for å lage en løsning, fortrenger de oppløste partikler noe av løsningsmidlet i væskefasen. Dette reduserer konsentrasjonen av løsningsmidlet per volumenhet. I en fortynnet løsning spiller det ingen rolle hva partiklene er, bare hvor mange av dem som er til stede. Så for eksempel å løse opp CaCl

Eksempler på kollegative egenskaper inkluderer damptrykk senking frysepunkt depresjon, osmotisk trykk, og høyden av kokepunktet. Hvis du for eksempel legger en klype salt til en kopp vann, får vannet til å fryse ved en lavere temperatur enn det vil normalt koke ved en høyere temperatur, ha et lavere damptrykk og endre det osmotiske trykket. Mens kolligative egenskaper generelt vurderes for ikke-flyktige oppløste stoffer, gjelder effekten også flyktige oppløste stoffer (selv om det kan være vanskeligere å beregne). Til eksempelved å tilsette alkohol (en flyktig væske) til vann senker frysepunktet under det som vanligvis sees for enten ren alkohol eller rent vann. Dette er grunnen til at alkoholholdige drikker ikke pleier det fryse i en hjemmefryser.

Frysepunktdepresjon kan beregnes ut fra ligningen:

ΔT = iK_fm
hvor
ΔT = Endring i temperatur i ° C
i = van 't Hoff-faktor
K_f = molalt frysepunkt depresjonskonstant eller kryoskopisk konstant i ° C kg / mol
m = molalitet av oppløsningen i mol oppløst / kg løsningsmiddel

Kokepunktheving kan beregnes ut fra ligningen:

ΔT = K_bm

hvor
K_b = ebullioskopisk konstant (0,52 ° C kg / mol for vann)
m = molalitet av oppløsningen i mol oppløst / kg løsningsmiddel

Wilhelm Ostwald introduserte begrepet kollegative egenskaper i 1891. Han foreslo faktisk tre kategorier av faste stoffer:

1. Kolligative egenskaper avhenger bare av konsentrasjon og temperatur av stoffet, ikke av de faste stoffets partikler.
2. Konstitusjonelle egenskaper avhenger av molekylstrukturen til de oppløste partiklene i en løsning.
3. Tilsetningsegenskaper er summen av alle partiklenes egenskaper. Tilsetningsegenskaper er avhengig av molekylformelen til oppløsningen. Et eksempel på en additiv egenskap er masse.