ตัวอย่างทรัพย์สินร่วมกัน

สารป้องกันการแข็งตัวของรถยนต์ การล้างไต และการใช้เกลือสินเธาว์เพื่อทำไอศกรีม ดูเหมือนจะไม่มีอะไรเหมือนกัน แต่พวกเขาทั้งหมดขึ้นอยู่กับ สมบัติคอลลิเกทีฟของสารละลาย. คุณสมบัติเหล่านี้เป็นคุณสมบัติทางกายภาพของสารละลายที่ขึ้นกับอัตราส่วนของจำนวนเท่านั้น ของอนุภาคของตัวถูกละลายและตัวทำละลาย (เช่น เกลือในน้ำ) ในสารละลายและไม่เกี่ยวกับเอกลักษณ์ของ ตัวละลาย

เซลล์ เซลล์พืช และสารละลายของร่างกายมนุษย์ เช่น สารป้องกันการแข็งตัวและไอศกรีม ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของคอลลิเกต

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

นานเกินไป; ไม่ได้อ่าน (TL; ดร.)

มีคุณสมบัติ colligative สี่ประการ: ความดันไอ, จุดเดือด, จุดเยือกแข็ง และแรงดันออสโมติก คุณสมบัติทางกายภาพของสารละลายเหล่านี้ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของจำนวนอนุภาคของตัวถูกละลายและตัวทำละลายในสารละลายเท่านั้น ไม่ได้ขึ้นอยู่กับว่าตัวถูกละลายคืออะไร

ตัวทำละลาย (เช่น น้ำ) มีความดันไอแสดงด้วย p1 นี่เท่ากับ หนึ่งบรรยากาศของความกดดัน.

ที่ สมดุล, เฟสของแก๊ส (เช่น ไอน้ำ) เหนือตัวทำละลายมีความดันบางส่วนเท่ากับ p1 การเติมตัวถูกละลาย (เช่น เกลือแกง, NaCl) จะลดแรงดันบางส่วนของตัวทำละลายในเฟสของแก๊ส การลดลงของความดันไอเกิดจากโมเลกุลของตัวทำละลายบนพื้นผิวของสารละลายที่ถูกแทนที่ด้วยโมเลกุลของตัวถูกละลาย โมเลกุลของตัวทำละลายจะทำให้เกิดการระเหยกลายเป็นไอ เนื่องจากบนพื้นผิวมีโมเลกุลของตัวทำละลายน้อยกว่า ความดันไอจึงลดลง

การนำตัวทำละลายไปต้มจะทำให้ตัวทำละลายระเหยกลายเป็นไอ ระดับความสูงของจุดเดือดหรือการเพิ่มอุณหภูมิที่ตัวทำละลายเดือด เกิดขึ้นด้วยเหตุผลเดียวกันกับภาวะซึมเศร้าความดันไอ ปริมาณตัวถูกละลายที่เพิ่มขึ้นบนพื้นผิวยับยั้งการกลายเป็นไอของตัวทำละลาย ดังนั้นจึงต้องใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อให้ได้จุดเดือด

สันนิษฐานว่าตัวถูกละลายไม่ระเหย กล่าวคือ มีความดันไอต่ำที่อุณหภูมิห้อง ตัวถูกละลายที่ระเหยง่ายที่มีจุดเดือดต่ำกว่าตัวทำละลายจริงอาจกดจุดเดือดได้ เบนซินเป็นตัวอย่างหนึ่งของสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC)

จุดเยือกแข็งของสารละลายจะต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของตัวทำละลายบริสุทธิ์ จุดเยือกแข็ง คือ อุณหภูมิที่ของเหลวกลายเป็นของแข็งที่ 1 บรรยากาศ ภาวะซึมเศร้าจุดเยือกแข็ง หมายถึงอุณหภูมิเยือกแข็งลดลง ซึ่งหมายความว่าของเหลวจะต้องเย็นกว่าเพื่อให้เกิดการเยือกแข็ง เหตุผลนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการมีอยู่ของตัวถูกละลายทำให้เกิดความผิดปกติต่อระบบมากกว่าที่มีอยู่กับโมเลกุลของตัวทำละลายเพียงอย่างเดียว ดังนั้นส่วนผสมจะต้องเย็นลงเพื่อเอาชนะผลกระทบของระบบที่ไม่เป็นระเบียบมากขึ้น

การใช้งานจริงของคุณสมบัติคอลลิเกทีฟนี้คือ สารป้องกันการแข็งตัวของรถยนต์. จุดเยือกแข็งของสารละลาย 50/50 ของเอทิลีนไกลคอล (CH₂(OH)CH₂(OH)) คือ -33 องศาเซลเซียส (-27.4 องศาฟาเรนไฮต์) เทียบกับ 0 องศาเซลเซียส (32 องศาฟาเรนไฮต์) สารป้องกันการแข็งตัวถูกเติมลงในหม้อน้ำรถยนต์เพื่อให้รถต้องสัมผัสกับอุณหภูมิที่ต่ำกว่ามากก่อนที่น้ำในระบบของรถจะแข็งตัว

ออสโมซิส เกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลของตัวทำละลายเคลื่อนที่ผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ ด้านหนึ่งของเมมเบรนอาจมีตัวทำละลาย และอีกด้านหนึ่งของเมมเบรนจะมีตัวถูกละลาย การเคลื่อนที่ของตัวทำละลายเกิดขึ้นจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงกว่าไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า หรือจากศักยภาพทางเคมีที่สูงขึ้นไปเป็นศักยภาพทางเคมีที่ต่ำลงจนกว่าจะถึงสมดุล การไหลนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ดังนั้นจึงต้องป้อนแรงดันที่ด้านตัวถูกละลายเพื่อหยุดการไหล

แรงดันออสโมซิส คือความดันที่จะหยุดการไหลนั้น แรงดันออสโมติกโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นสำหรับการแก้ปัญหา ยิ่งมีโมเลกุลของตัวถูกละลายมากเท่าใด โมเลกุลของตัวทำละลายก็จะถูกกดเข้าด้วยกันมากขึ้นเท่านั้น การปรากฏตัวของโมเลกุลตัวถูกละลายที่ด้านหนึ่งของเมมเบรนหมายความว่าโมเลกุลของตัวทำละลายจำนวนน้อยลงสามารถข้ามไปยังด้านสารละลายได้ แรงดันออสโมติกเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเข้มข้นของตัวถูกละลาย: ตัวถูกละลายมากขึ้นแปลเป็นแรงดันออสโมติกที่สูงขึ้น

คุณสมบัติคอลลิเกทีฟทั้งหมดขึ้นอยู่กับโมลาลิตี (ม.) ของสารละลาย โมลาลิตีถูกกำหนดให้เป็นโมลของตัวถูกละลาย/กิโลกรัมของตัวทำละลาย ตัวถูกละลายซึ่งมีอยู่ในอัตราส่วนกับตัวทำละลายมากหรือน้อยจะส่งผลต่อการคำนวณคุณสมบัติคอลลิเกทีฟทั้งสี่ที่ระบุไว้ข้างต้น