لا يبدو تجمد السيارات وغسيل الكلى واستخدام الملح الصخري لصنع الآيس كريم وكأنه يشترك في أي شيء. لكنهم جميعًا يعتمدون على الخصائص الترابطية للحلول. هذه الخصائص هي الخصائص الفيزيائية للحلول التي تعتمد فقط على نسبة الرقم من جزيئات المذاب والمذيب (على سبيل المثال ، الملح في الماء) في محلول وليس على هوية المذاب.
تعتمد خلايا جسم الإنسان وخلايا النبات والمحاليل مثل مضاد التجمد والآيس كريم على الخصائص التجميعية.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
طويل جدا؛ لم أقرأ (TL؛ الدكتور)
هناك أربع خصائص تجميعية: ضغط البخار ونقطة الغليان ونقطة التجمد والضغط الاسموزي. تعتمد الخواص الفيزيائية للحلول فقط على نسبة عدد جزيئات المذاب والمذيب في المحلول وليس على ماهية المذاب.
إنقاص ضغط البخار بإضافة مادة مذابة
المذيب (مثل الماء) له ضغط بخار يُشار إليه بالرمز p1. هذا يساوي جو واحد من الضغط.
في حالة توازن، المرحلة الغازية (مثل بخار الماء) فوق المذيب لها ضغط جزئي يساوي p1. إضافة مذاب (مثل ملح الطعام ، NaCl) ، يقلل الضغط الجزئي للمذيب في الطور الغازي. يحدث الانخفاض في ضغط البخار بسبب استبدال جزيئات المذيب الموجودة على سطح المحلول بجزيئات مذابة. جزيئات المذيب "تزاحم" التبخير. نظرًا لوجود جزيئات مذيبة أقل على السطح ، ينخفض ضغط البخار.
ارتفاع نقطة الغليان في الخليط
يؤدي إحضار المذيب إلى درجة الغليان إلى تبخير المذيب بشكل أساسي. ارتفاع نقطة الغليان، أو زيادة درجة حرارة غليان المذيب ، يحدث لسبب مشابه لانخفاض ضغط البخار. إن زيادة كمية المذاب على السطح تمنع تبخر المذيب ، لذلك يتطلب المزيد من مدخلات الطاقة لتحقيق نقطة الغليان.
هذا يفترض أن المذاب غير متطاير ، أي أنه يحتوي على ضغط بخار منخفض في درجة حرارة الغرفة. المذاب المتطاير مع نقطة غليان أقل من المذيب قد يخفض في الواقع نقطة الغليان. البنزين هو مثال على مركب عضوي متطاير (VOC).
انخفاض نقطة التجمد في خليط
ستكون نقطة تجمد المحلول أقل من تلك الخاصة بالمذيب النقي. نقطة التجمد هي درجة الحرارة التي يصبح عندها السائل صلبًا عند جو واحد. انخفاض نقطة التجمد يعني انخفاض درجة حرارة التجمد. هذا يعني أن السائل يجب أن يكون أكثر برودة لتحقيق التجميد. سبب حدوث ذلك هو أن وجود مادة مذابة يؤدي إلى حدوث اضطراب في النظام أكثر مما كان موجودًا مع جزيئات المذيب فقط. لذلك ، يجب أن يكون الخليط أكثر برودة للتغلب على آثار النظام الأكثر اضطرابًا.
التطبيق العملي لهذه الخاصية التجميعية هو التجمد السيارات. نقطة التجمد لمحلول 50/50 من جلايكول الإيثيلين (CH2(يا) CH2(OH)) هي -33 درجة مئوية (-27.4 درجة فهرنهايت) ، مقارنة بـ 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت). يضاف مانع التجمد إلى رادياتير السيارة بحيث يجب أن تتعرض السيارة لدرجات حرارة أقل بكثير قبل أن يتجمد الماء في نظام السيارة.
يزيد الضغط الاسموزي للحلول
التنافذ يحدث عندما تتحرك جزيئات المذيب عبر غشاء نصف نافذ. يمكن أن يحتوي أحد جانبي الغشاء على مذيب ، بينما يحتوي الجانب الآخر من الغشاء على مادة مذابة. تحدث حركة المذيب من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل ، أو من قدرة كيميائية أعلى إلى جهد كيميائي منخفض حتى يتم الوصول إلى التوازن. يحدث هذا التدفق بشكل طبيعي ، لذلك يجب تطبيق بعض الضغط على جانب المذاب لإيقاف التدفق.
ال الضغط الاسموزي هو الضغط الذي من شأنه أن يوقف هذا التدفق. يزيد الضغط الاسموزي للحلول. كلما زادت الجزيئات الذائبة ، زاد ضغط جزيئات المذيب معًا. يعني وجود جزيئات ذائبة على جانب واحد من الغشاء أن جزيئات مذيبة أقل يمكن أن تعبر إلى جانب المحلول. يرتبط الضغط الاسموزي ارتباطًا مباشرًا بتركيز المادة المذابة: حيث يترجم المزيد من الذائبة إلى ضغط تناضحي أعلى.
الخصائص الجماعية والمولالية
تعتمد الخصائص التجميعية جميعها على مولالية (م) المحلول. تعرف المولالية بأنها مولات المذاب / كجم من المذيب. كلما زاد أو نقصان من المذاب الموجود في نسبة المذيب سيؤثر على حسابات الخصائص التجميعية الأربعة الموضحة أعلاه.