Exemple de proprietăți colective

Antigelul auto, dializa rinichilor și utilizarea sării de rocă pentru a face înghețată nu par că ar avea ceva în comun. Dar toate depind de proprietățile coligative ale soluțiilor. Aceste proprietăți sunt proprietățile fizice ale soluțiilor care depind doar de raportul numărului de particule de solut și solvent (de exemplu, sare în apă) în soluție și nu pe identitatea solut.

Celulele corpului uman, celulele vegetale și soluțiile precum antigelul și înghețata depind de proprietățile coligative.

TL; DR (Prea lung; Nu am citit)

Prea lung; Nu am citit (TL; DR)

Există patru proprietăți coligative: presiunea vaporilor, punctul de fierbere, punctul de îngheț și presiunea osmotică. Aceste proprietăți fizice ale soluțiilor depind numai de raportul dintre numărul de particule de solut și solvent în soluție și nu de ceea ce este solutul.

Un solvent (cum ar fi apa) are o presiune de vapori notată cu p1. Aceasta este egală cu o atmosferă de presiune.

La

Aducerea unui solvent la fierbere vaporizează în esență solventul. Cota punctului de fierbere, sau creșterea temperaturii la care fierbe solventul, are loc dintr-un motiv similar cu depresia presiunii vaporilor. Cantitatea crescută de substanță dizolvată de pe suprafață inhibă vaporizarea solventului, deci necesită mai multă energie pentru a atinge punctul de fierbere.

Aceasta presupune că dizolvatul nu este volatil, adică are o presiune de vapori scăzută la temperatura camerei. Un dizolvat volatil cu un punct de fierbere mai scăzut decât solventul poate deprima de fapt punctul de fierbere. Benzenul este un exemplu de compus organic volatil (COV).

Punctul de îngheț al unei soluții va fi mai mic decât cel al solventului pur. Templeratura de inghet este temperatura la care un lichid devine solid la 1 atmosferă. Depresia punctului de îngheț înseamnă că temperatura de îngheț scade. Aceasta înseamnă că lichidul trebuie să fie mai rece pentru a atinge înghețul. Motivul pentru care se întâmplă acest lucru este că prezența unui dizolvat introduce mai multe tulburări în sistem decât era prezentă doar cu moleculele de solvent. Prin urmare, amestecul trebuie să fie mai rece pentru a depăși efectele sistemului mai dezordonat.

O aplicație practică a acestei proprietăți coligative este antigel auto. Punctul de îngheț al unei soluții 50/50 de etilen glicol (CH₂(OH) CH₂(OH)) este de -33 grade Celsius (-27,4 grade Fahrenheit), comparativ cu 0 grade Celsius (32 grade Fahrenheit). Antigelul este adăugat la radiatorul unei mașini, astfel încât mașina să fie expusă la temperaturi mult mai scăzute înainte ca apa din sistemul mașinii să înghețe.

Osmoză apare atunci când moleculele solventului se mișcă printr-o membrană semipermeabilă. O parte a membranei ar putea conține solvent, iar cealaltă parte a membranei ar conține solut. Mișcarea solventului are loc de la o zonă de concentrație mai mare la o zonă de concentrație mai mică sau de la un potențial chimic mai mare la un potențial chimic mai mic până când se ajunge la un echilibru. Acest flux se produce în mod natural, astfel încât o anumită intrare de presiune pe partea solutului trebuie aplicată pentru a opri fluxul.

presiune osmotica este presiunea care ar opri acel flux. Presiunea osmotică crește în general pentru soluții. Cu cât există mai multe molecule de solut, cu atât moleculele de solvent sunt presate împreună. Prezența moleculelor de solut pe o parte a membranei înseamnă că mai puține molecule de solvent pot trece în partea soluției. Presiunea osmotică este direct legată de concentrația solutului: mai mult solut se traduce printr-o presiune osmotică mai mare.

Proprietățile colective sunt toate dependente de molalitatea (m) unei soluții. Molalitatea este definită ca moli de dizolvat / kg de solvent. Cu cât este mai mult sau mai puțin un solvent care este prezent în raport cu solventul, va afecta calculele celor patru proprietăți coligative prezentate mai sus.