Definice obligatorních vlastností
Povinné vlastnosti jsou vlastnosti řešení které závisí na počtu částic v a objem z solventní (koncentrace) a ne na Hmotnost nebo totožnost solut částice. Koligativní vlastnosti jsou také ovlivněny teplotou. Výpočet vlastností funguje perfektně pouze pro ideální řešení. V praxi to znamená, že rovnice pro koligativní vlastnosti by se měly aplikovat pouze na zředěné reálné roztoky, pokud je netěkavý solut rozpuštěn v těkavém kapalném rozpouštědle. Pro jakýkoli daný poměr hmotnosti rozpuštěné látky k rozpouštědlu je jakákoli koligativní vlastnost nepřímo úměrná molární hmotnosti rozpuštěné látky. Slovo „colligative“ pochází z latinského slova colligatus, což znamená "vázáno dohromady", což znamená, jak jsou vlastnosti rozpouštědla vázány na koncentraci rozpuštěné látky v roztoku.
Jak fungují obligatorní vlastnosti
Když se do rozpouštědla přidá solut, aby se vytvořil roztok, rozpuštěné částice vytlačí část rozpouštědla v kapalné fázi. To snižuje koncentraci rozpouštědla na jednotku objemu. Ve zředěném roztoku nezáleží na tom, jaké částice jsou, kolik jich je přítomno. Takže například rozpuštění CaCl
2 úplně by poskytlo tři částice (jeden iont vápníku a dva chloridové ionty), zatímco rozpuštění NaCl by vytvořilo pouze dvě částice (iont sodný a chloridový iont). Chlorid vápenatý by měl větší vliv na koligativní vlastnosti než stolní sůl. Proto je chlorid vápenatý účinnějším odmrazovacím činidlem při nižších teplotách než obyčejná sůl.Co jsou to obligatorní vlastnosti?
Mezi příklady koligativních vlastností patří tlak páry snižování, deprese bodu mrazu, osmotický tlak, a zvýšení bodu varu. Například přidání špetky soli do šálku vody způsobí, že voda zamrzne při nižší teplotě za normálních okolností by měl vařit při vyšší teplotě, mít nižší tlak par a měnit svůj osmotický tlak. Zatímco koligativní vlastnosti jsou obecně považovány za netěkavé soluty, účinek platí také pro těkavé soluty (ačkoli to může být obtížnější vypočítat). Pro příkladPřidáním alkoholu (těkavé kapaliny) do vody se sníží bod tuhnutí pod teplotou běžně pozorovanou pro čistý alkohol nebo čistou vodu. Proto alkoholické nápoje nemají tendenci zmrazit v domácí mrazničce.
Rovnice pro bod tuhnutí a zvýšení bodu varu
Deprese bodu tuhnutí může být vypočtena z rovnice:
ΔT = iKFm
kde
ΔT = změna teploty ve ° C
i = van 't Hoffův faktor
KF = molalová konstanta deprese bodu mrazu nebo kryoskopická konstanta v ° C kg / mol
m = molalita solutu v mol solute / kg rozpouštědla
Zvýšení bodu varu lze vypočítat z rovnice:
ΔT = Kbm
kde
Kb = ebullioskopická konstanta (0,52 ° C kg / mol pro vodu)
m = molalita solutu v mol solute / kg rozpouštědla
Ostwaldovy tři kategorie vlastností solutu
Wilhelm Ostwald představil koncept koligativních vlastností v roce 1891. Vlastně navrhl tři kategorie vlastností solutu:
- Koordinativní vlastnosti závisí pouze na koncentraci a teplotě solutu, nikoliv na povaze částic solutu.
- Ústavní vlastnosti závisí na molekulární struktuře částic solutu v roztoku.
- Aditivní vlastnosti jsou součtem všech vlastností částic. Aditivní vlastnosti jsou závislé na molekulárním vzorci rozpuštěné látky. Příkladem aditivní vlastnosti je hmotnost.