საავტომობილო ანტიფრიზი, თირკმლის დიალიზი და როკ მარილის გამოყენება ნაყინის დასამზადებლად, არ ჩანს, რომ მათ რაიმე საერთო ექნებათ. მაგრამ ისინი ყველაფერზეა დამოკიდებული ხსნარების კოლიგაციური თვისებები. ეს თვისებები არის ხსნარების ფიზიკური თვისებები, რომლებიც დამოკიდებულია მხოლოდ რიცხვის თანაფარდობაზე ხსნარისა და გამხსნელის ნაწილაკების (მაგ., მარილი წყალში) ხსნარში და არა იდენტურობის ხსნადი.
ადამიანის სხეულის უჯრედები, მცენარეული უჯრედები და ხსნარები, როგორიცაა ანტიფრიზი და ნაყინი დამოკიდებულია კოლიგატურ თვისებებზე.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
Ძალიან გრძელი; არ წაიკითხა (TL; დრ)
არსებობს ოთხი თანხვედრილი თვისება: ორთქლის წნევა, დუღილის წერტილი, გაყინვის წერტილი და ოსმოსური წნევა. ხსნარების ეს ფიზიკური თვისებები დამოკიდებულია მხოლოდ ხსნადში ხსნადისა და გამხსნელის ნაწილაკების რაოდენობის თანაფარდობაზე და არა იმაზე, თუ რა არის ხსნადი.
ორთქლის წნევის შემცირება ხსნადის დამატებით
გამხსნელს (მაგალითად, წყალს) აქვს ორთქლის წნევა, რომელიც აღინიშნება p1– ით. ეს ტოლია ზეწოლის ერთი ატმოსფერო.
საათზე
წონასწორობა, გაზის ფაზას (მაგალითად, წყლის ორთქლს) გამხსნელის ზემოთ აქვს ნაწილობრივი წნევა ტოლი p1. გამხსნელის დამატება (მაგალითად სუფრის მარილი, NaCl), ამცირებს გამხსნელის ნაწილობრივ წნევას გაზის ფაზაში. ორთქლის წნევის შემცირება გამოწვეულია გამხსნელის მოლეკულების ხსნარის ზედაპირზე, რომელსაც ხსნიან ხსნადი მოლეკულები. გამხსნელი მოლეკულები "აყრიან" აორთქლებას. იმის გამო, რომ ზედაპირზე ნაკლებია გამხსნელი მოლეკულები, ორთქლის წნევა მცირდება.დუღილის წერტილის სიმაღლე ნარევში
გამხსნელის ადუღებამდე არსებითად ორთქლდება გამხსნელი. დუღილის წერტილის სიმაღლე, ან ტემპერატურის მომატება, რომელზეც ხდება გამხსნელი, ხდება მსგავსი მიზეზით, როგორც ორთქლის წნევის დეპრესია. ხსნარის გაზრდილი რაოდენობა ზედაპირზე აფერხებს გამხსნელის აორთქლებას, ამიტომ იგი მოითხოვს მეტ ენერგიას შედუღების წერტილის მისაღწევად.
ეს მიიჩნევს, რომ ხსნადი ნივთიერება არის არასტაბილური, ანუ მას აქვს დაბალი ორთქლის წნევა ოთახის ტემპერატურაზე. არასტაბილურ ხსნადს, ვიდრე გამხსნელი უფრო დაბალი დუღილის წერტილია, შეიძლება რეალურად შეაფერხოს დუღილის წერტილი. ბენზინი არის არასტაბილური ორგანული ნაერთის (VOC) მაგალითი.
გაყინვის წერტილის დეპრესია ნარევში
ხსნარის გაყინვის წერტილი უფრო დაბალი იქნება, ვიდრე სუფთა გამხსნელი. Გაყინვის წერტილი არის ტემპერატურა, როდესაც თხევადი მყარი ხდება 1 ატმოსფეროში. გაყინვის წერტილის დეპრესია ნიშნავს გაყინვის ტემპერატურას. ეს ნიშნავს, რომ თხევადი უნდა იყოს უფრო ცივი, რომ მიაღწიოს გაყინვას. ამის მიზეზი არის ის, რომ ხსნადი ნივთიერების არსებობა სისტემაში უფრო მეტ დარღვევას აყენებს, ვიდრე მხოლოდ გამხსნელი მოლეკულების დროს. ამიტომ, ნარევი უფრო ცივი უნდა იყოს, რომ უფრო მეტად მოუწესრიგებელი სისტემის ეფექტები გადალახოს.
ამ საკოლიგაციო თვისების პრაქტიკული გამოყენებაა საავტომობილო ანტიფრიზი. ეთილენგლიკოლის 50/50 ხსნარის გაყინვის წერტილი (CH2(OH) CH2(OH)) არის -33 გრადუსი ცელსიუსი (-27,4 გრადუსი ფარენგეიტი), 0 გრადუსი ცელსიუსის (32 გრადუსი ფარენგეიტის) შედარებით. ანტიფრიზი ემატება მანქანის რადიატორს ისე, რომ მანქანა გაცილებით დაბალ ტემპერატურაზე უნდა მოხვდეს, სანამ მანქანაში წყალი გაყინავს.
ხსნარისთვის იზრდება ოსმოსური წნევა
ოსმოსისი ხდება მაშინ, როდესაც გამხსნელის მოლეკულები მოძრაობენ ნახევრად გამტარი მემბრანის გავლით. მემბრანის ერთი მხარე შეიძლება შეიცავდეს გამხსნელს, ხოლო მემბრანის მეორე მხარეს - ხსნადს. გამხსნელის მოძრაობა ხდება უფრო მაღალი კონცენტრაციის უბნიდან ქვედა კონცენტრაციის მიდამოში, ან მაღალი ქიმიური პოტენციალიდან დაბალ ქიმიურ პოტენციალში წონასწორობის მიღწევამდე ეს ნაკადი ბუნებრივად ხდება, ამიტომ წნევის გარკვეული შეყვანა უნდა მოხდეს ხსნად მხარეზე ნაკადის შესაჩერებლად.
ოსმოსური წნევა არის წნევა, რომელიც შეაჩერებს ამ ნაკადს. ხსნარებისათვის ზოგადად იზრდება ოსმოსური წნევა. რაც უფრო მეტია ხსნადი მოლეკულები, მით უფრო მეტია ერთმანეთთან შეკუმშული გამხსნელი მოლეკულები. გამხსნელი მოლეკულების არსებობა მემბრანის ერთ მხარეს ნიშნავს, რომ ნაკლები გამხსნელი მოლეკულა შეიძლება გადავიდეს ხსნარის მხარეში. ოსმოსური წნევა პირდაპირ კავშირშია გამხსნელის კონცენტრაციასთან: მეტი ხსნადი ითარგმნება უფრო მაღალ ოსმოსურ წნევად.
კოლიგატური თვისებები და მორალი
კოლიგატური თვისებები დამოკიდებულია ხსნარის მოლენაზე (მ). მოლალურობა განისაზღვრება, როგორც ხსნადი / კგ გამხსნელი. ხსნადი მეტნაკლებად, ან ნაკლებად, რომელიც გამხსნელთან თანაფარდობით გამოირჩევა, ზეგავლენას მოახდენს ზემოთ აღწერილი ოთხი კოლიგატური თვისების გამოთვლაზე.
