- Thuộc tính đối chiếu
- Giảm áp suất hơi
- Tăng nhiệt độ sôi
- Giảm nhiệt độ đóng băng
- Áp suất thẩm thấu
- Người giới thiệu
Các đặc tính hạt là bất kỳ tài sản của một chất phụ thuộc vào, hoặc thay đổi tùy theo, số lượng của các hạt trình bày trong đó (theo mẫu của các phân tử hay nguyên tử), không phụ thuộc vào bản chất của những hạt này.
Nói cách khác, chúng cũng có thể được giải thích là các tính chất của dung dịch phụ thuộc vào mối quan hệ giữa số lượng hạt chất tan và số lượng hạt dung môi. Khái niệm này được đưa ra vào năm 1891 bởi nhà hóa học người Đức Wilhelm Ostwald, người đã phân loại các tính chất của chất tan thành ba loại.
Các phân loại này cho rằng đặc tính keo tụ chỉ phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ của chất tan chứ không phụ thuộc vào bản chất của các hạt của nó.
Hơn nữa, các tính chất phụ gia như khối lượng phụ thuộc vào thành phần của chất tan, và các đặc tính cấu tạo phụ thuộc nhiều hơn vào cấu trúc phân tử của chất tan.
Thuộc tính đối chiếu
Các tính chất keo tụ được nghiên cứu chủ yếu đối với các dung dịch loãng (do đặc tính gần như lý tưởng của chúng), và như sau:
Giảm áp suất hơi
Có thể nói, áp suất hơi của chất lỏng là áp suất cân bằng của các phân tử hơi mà chất lỏng đó tiếp xúc.
Tương tự như vậy, mối quan hệ của các áp suất này được giải thích bằng định luật Raoult, biểu thị rằng áp suất riêng phần của một thành phần bằng tích của phần mol của thành phần bằng áp suất hơi của thành phần ở trạng thái tinh khiết của nó:
P Một = X Một . Pº A
Trong biểu thức này:
P A = Áp suất hơi riêng phần của thành phần A trong hỗn hợp.
X A = Phần mol của thành phần A.
Pº A = Áp suất hóa hơi của thành phần A nguyên chất.
Trong trường hợp giảm áp suất hơi của dung môi, điều này xảy ra khi thêm chất tan không bay hơi vào dung môi để tạo thành dung dịch. Như đã biết và theo định nghĩa, một chất không bay hơi không có xu hướng bay hơi.
Vì lý do này, càng nhiều chất tan này được thêm vào dung môi dễ bay hơi, áp suất hơi sẽ càng thấp và dung môi có thể thoát ra ít hơn để trở thành trạng thái khí.
Vì vậy, khi dung môi bay hơi tự nhiên hoặc cưỡng bức, một lượng dung môi sẽ còn lại mà không bay hơi cùng với chất tan không bay hơi.
Hiện tượng này có thể được giải thích tốt hơn với khái niệm entropi: khi các phân tử chuyển từ pha lỏng sang pha khí, entropy của hệ tăng lên.
Điều này có nghĩa là entropi của pha khí này sẽ luôn lớn hơn entropi của trạng thái lỏng, vì các phân tử khí chiếm một thể tích lớn hơn.
Sau đó, nếu entropi của trạng thái lỏng tăng lên khi pha loãng, mặc dù nó được liên kết với chất tan, sự khác biệt giữa hai hệ thống sẽ giảm. Vì lý do này, sự giảm entropi cũng làm giảm áp suất hơi.
Tăng nhiệt độ sôi
Điểm sôi là nhiệt độ mà tại đó có sự cân bằng giữa các pha lỏng và khí. Tại thời điểm này, số phân tử khí chuyển thành chất lỏng (ngưng tụ) bằng số phân tử chất lỏng bay hơi thành khí.
Thêm một chất tan làm cho nồng độ của các phân tử chất lỏng loãng ra, làm cho tốc độ bay hơi giảm. Điều này tạo ra sự thay đổi điểm sôi, để bù đắp cho sự thay đổi nồng độ dung môi.
Nói cách khác đơn giản hơn, nhiệt độ sôi của dung dịch cao hơn nhiệt độ sôi của dung môi ở trạng thái nguyên chất. Điều này được thể hiện bằng một biểu thức toán học được hiển thị bên dưới:
ΔT b = i. K b . m
Trong biểu thức này:
ΔT b = T b (dung dịch) - T b (dung môi) = Độ biến thiên của nhiệt độ sôi.
i = van't hệ số Hoff.
K b = Hằng số sôi của dung môi (0,512 ºC / molal đối với nước).
m = Hàm lượng mol (mol / kg).
Giảm nhiệt độ đóng băng
Nhiệt độ đông đặc của dung môi nguyên chất sẽ giảm khi thêm một lượng chất tan vào, vì nó bị ảnh hưởng bởi hiện tượng tương tự là áp suất hơi giảm.
Điều này xảy ra bởi vì, khi áp suất hơi của dung môi giảm bằng cách pha loãng chất tan, nhiệt độ thấp hơn sẽ được yêu cầu để làm cho nó đông đặc.
Bản chất của quá trình đóng băng cũng có thể được xem xét để giải thích hiện tượng này: để chất lỏng đóng băng, nó phải đạt đến một trạng thái có trật tự mà ở đó nó sẽ tạo thành tinh thể.
Nếu có tạp chất bên trong chất lỏng ở dạng chất hòa tan, chất lỏng sẽ ít được sắp xếp hơn. Vì lý do này, dung dịch sẽ khó đông hơn dung môi không có tạp chất.
Mức giảm này được biểu thị bằng:
ΔT f = -i. K f . m
Trong biểu thức trên:
ΔT f = T f (dung dịch) - T f (dung môi) = Độ biến thiên của nhiệt độ đông đặc.
i = van't hệ số Hoff.
K f = Hằng số đông đặc của dung môi (1,86 ºC kg / mol đối với nước).
m = Hàm lượng mol (mol / kg).
Áp suất thẩm thấu
Quá trình được gọi là thẩm thấu là xu hướng của dung môi đi qua màng bán thấm từ dung dịch này sang dung dịch khác (hoặc từ dung môi tinh khiết sang dung dịch).
Màng này đại diện cho một rào cản mà một số chất có thể đi qua và một số chất khác không thể đi qua, như trong trường hợp màng bán thấm trong thành tế bào của tế bào động vật và thực vật.
Áp suất thẩm thấu sau đó được định nghĩa là áp suất tối thiểu phải đặt vào dung dịch để ngăn dung môi nguyên chất đi qua màng bán thấm.
Nó còn được gọi là thước đo xu hướng của một dung dịch nhận được dung môi nguyên chất do tác động của thẩm thấu. Tính chất này là đối chiếu vì nó phụ thuộc vào nồng độ của chất tan trong dung dịch, được biểu thị dưới dạng biểu thức toán học:
Π. V = n. R. T, hay còn gọi là π = M. R. T
Trong các biểu thức sau:
n = Số mol các hạt trong dung dịch.
R = Hằng số khí phổ (8,314472 J. K -1 . Mol -1 ).
T = Nhiệt độ tính bằng Kelvin.
M = Số mol.
Người giới thiệu
- Wikipedia. (sf). Thuộc tính Colligative. Lấy từ en.wikipedia.org
- BC. (sf). Thuộc tính Colligative. Đã khôi phục từ opentextbc.ca
- Bosma, WB (nd). Thuộc tính Colligative. Lấy từ chemistryexplained.com
- Những chú thích. (sf). Thuộc tính Colligative. Được khôi phục từ sparknotes.com
- Đại học, FS (sf). Thuộc tính Colligative. Lấy từ chem.fsu.edu