Collatieve eigenschappen (met formules)

de colligative eigendom is elke eigenschap van een stof die afhankelijk is van, of varieert naargelang het aantal aanwezige deeltjes (in de vorm van moleculen of atomen), zonder afhankelijk te zijn van de aard van die deeltjes.

Met andere woorden, deze kunnen ook worden uitgelegd als eigenschappen van oplossingen die afhankelijk zijn van de relatie tussen het aantal opgeloste deeltjes en het aantal solventdeeltjes. Dit concept werd in 1891 geïntroduceerd door de Duitse chemicus Wilhelm Ostwald, die de eigenschappen van opgeloste stof in drie categorieën indeelde.

Deze categorieën verkondigden dat de colligatieve eigenschappen alleen afhankelijk waren van de concentratie en temperatuur van de opgeloste stof en niet van de aard van de deeltjes.

Bovendien waren additieve eigenschappen zoals massa afhankelijk van de samenstelling van de opgeloste stof, en de constitutionele eigenschappen hingen meer af van de moleculaire structuur van de opgeloste stof..

index

• 1 Colligatieve eigenschappen
  • 1.1 Afname van de dampspanning
  • 1.2 Kooktemperatuurstijging
  • 1.3 Vermindering van de vriestemperatuur
  • 1.4 Osmotische druk
• 2 Referenties

Collatieve eigenschappen

Colligatieve eigenschappen worden voornamelijk bestudeerd voor verdunde oplossingen (vanwege hun bijna ideale gedrag), en zijn de volgende:

Verlaging van de dampspanning

Men kan zeggen dat de dampdruk van een vloeistof de evenwichtsdruk is van de dampmoleculen waarmee die vloeistof in contact is.

Ook wordt de relatie van deze drukken verklaard door de wet van Raoult, die stelt dat de partiële druk van een component gelijk is aan het product van de molfractie van de component door de dampspanning van de component in zuivere vorm:

P_Een = X_Een . Pº_Een

In deze uitdrukking:

P_Een = Gedeeltelijke dampspanning van component A in het mengsel.

X_Een = Molaire fractie van component A.

Pº_Een= Dampspanning van zuivere component A.

In het geval van de afname van de dampspanning van een oplosmiddel treedt dit op wanneer een niet-vluchtige opgeloste stof wordt toegevoegd om een ​​oplossing te vormen. Zoals bekend is, heeft een niet-vluchtige stof per definitie niet de neiging te verdampen.

Om deze reden wordt des te meer van deze opgeloste stof aan het vluchtige oplosmiddel toegevoegd, des te lager de dampspanning en des te minder oplosmiddel kan het ontsnappen om in een gasvormige toestand over te gaan..

Dus, wanneer het oplosmiddel op natuurlijke of geforceerde wijze wordt verdampt, zal het uiteindelijk een hoeveelheid oplosmiddel zijn zonder samen met de niet-vluchtige opgeloste stof te verdampen.

Dit fenomeen kan beter worden verklaard door het concept van entropie: wanneer de moleculen overgaan van vloeibare fase naar gasvormige fase, neemt de entropie van het systeem toe.

Dit betekent dat de entropie van deze gasfase altijd groter zal zijn dan die van de vloeibare toestand, omdat de gasmoleculen een groter volume innemen.

Als de entropie van de vloeibare toestand wordt verhoogd door verdunning, neemt het verschil tussen de twee systemen af, zelfs als het gebonden is aan een opgeloste stof. Daarom verlaagt de afname van de entropie ook de dampspanning.

Kooktemperatuurstijging

Het kookpunt is die temperatuur waarbij er evenwicht is tussen de vloeibare en gasvormige fasen. Op dit punt is het aantal gasmoleculen dat in een vloeibare toestand overgaat (condensatie) gelijk aan het aantal moleculen vloeistof dat verdampt tot gas.

De aggregatie van een opgeloste stof zorgt ervoor dat de concentratie van vloeibare moleculen wordt verdund, waardoor de verdampingssnelheid daalt. Dit genereert een wijziging van het kookpunt om de verandering in de concentratie van het oplosmiddel te compenseren.

In andere eenvoudigere woorden is de kooktemperatuur in een oplossing hoger dan die van het oplosmiddel in zuivere vorm. Dit wordt uitgedrukt door een wiskundige uitdrukking die hieronder wordt weergegeven:

AT_b = ik. K_b . m

In de genoemde uitdrukking:

AT_b = T_b (oplossing) - T_b (oplosmiddel) = variatie van de kooktemperatuur.

i = Factor van't Hoff.

K_b = Kookconstante van het oplosmiddel (0,512 ºC / molaal voor water).

m = Molaliteit (mol / kg).

Reductie van de vriestemperatuur

De vriestemperatuur van een zuiver oplosmiddel neemt af wanneer u een hoeveelheid opgeloste stof toevoegt, omdat het wordt beïnvloed door hetzelfde fenomeen dat de dampspanning verlaagt.

Dit gebeurt omdat, door de dampspanning van het oplosmiddel te verlagen door een opgeloste stof te verdunnen, deze een lagere temperatuur nodig heeft om deze te laten bevriezen.

De aard van het invriesproces kan ook in aanmerking worden genomen om dit fenomeen te verklaren: om een ​​vloeistof te bevriezen, moet deze een ordelijke staat bereiken waarin het uiteindelijk kristallen vormt.

Als er zich onzuiverheden in de vloeistof bevinden in de vorm van opgeloste stoffen, zal de vloeistof minder geordend zijn. Om deze reden zal de oplossing meer moeilijkheden hebben om te bevriezen dan een oplosmiddel zonder onzuiverheden.

Deze reductie wordt uitgedrukt als:

AT_F = -i. K_F . m

In de vorige uitdrukking:

AT_F = T_F  (oplossing) - T_F  (oplosmiddel) = variatie van de vriestemperatuur.

i = Factor van't Hoff.

K_F = Vriesconstante van het oplosmiddel (1,86 ºC kg / mol voor water).

m = Molaliteit (mol / kg).

Osmotische druk

Het proces dat bekend staat als osmose is de neiging van een oplosmiddel om door een semipermeabel membraan te gaan van de ene oplossing naar de andere (of van een zuiver oplosmiddel naar een oplossing).

Dit membraan vertegenwoordigt een barrière waardoor sommige stoffen kunnen passeren en andere niet, zoals in het geval van semipermeabele membranen in de celwanden van dierlijke en plantaardige cellen..

De osmotische druk wordt dan gedefinieerd als de minimale druk die moet worden uitgeoefend op een oplossing om de doorgang van het zuivere oplosmiddel door een semipermeabel membraan te stoppen.

Het is ook bekend als de maat voor de neiging van een oplossing om het zuivere oplosmiddel te ontvangen door het effect van osmose. Deze eigenschap is colligatief omdat deze afhankelijk is van de concentratie opgeloste stof in de oplossing, die wordt uitgedrukt als een wiskundige uitdrukking:

Π. V = n. R. T, of ook π = M. R. T

In deze uitdrukkingen:

n = aantal mol deeltjes in de oplossing.

R = universele gasconstante (8,314472 J.K^-1 . mol^-1).

T = Temperatuur in Kelvin.

M = Molariteit.

referenties

1. Wikipedia. (N.D.). Colligatieve eigenschappen. Opgehaald van en.wikipedia.org
2. BC. (N.D.). Colligatieve eigenschappen. Hersteld van opentextbc.ca
3. Bosma, W. B. (s.f.). Colligatieve eigenschappen. Opgehaald van chemistryexplained.com
4. SparkNotes. (N.D.). Colligatieve eigenschappen. Opgehaald van sparknotes.com
5. University, F. S. (s.f.). Colligatieve eigenschappen. Opgehaald van chem.fsu.edu