colligative 속성 에 의존하거나 그 입자의 특성에 의존하지 않는 항에있어서, 입자의 수 (분자 또는 원자의 형태로)이를 변화에 존재하는 물질의 재산이다.
즉, 이들은 용질 입자 수와 용매 입자 수 사이의 관계에 의존하는 용액의 특성으로 설명 될 수도 있습니다. 이 개념은 용질의 속성을 세 가지 범주로 분류 한 독일 화학자 빌헬름 오스트 발트 (Wilhelm Ostwald)가 1891 년에 도입했습니다.
이 범주들은 충돌 특성이 입자의 특성이 아니라 용질의 농도와 온도에만 의존한다고 주장했습니다.
또한 질량과 같은 첨가물 성은 용질의 조성에 따라 달라졌 고, 구성 적 속성은 용질의 분자 구조에 더 많이 의존했습니다.
Colligative 특성
colligative 속성은 주로 희석 용액에 대해 연구되며 (거의 이상적인 동작으로 인해) 다음과 같습니다.
증기압 감소
액체의 증기압은 액체가 접촉하는 증기 분자의 평형 압력이라고 말할 수 있습니다.
마찬가지로, 이러한 압력의 관계는 구성 요소의 분압이 순수한 상태에서 구성 요소의 증기압에 의한 구성 요소의 몰 분율의 곱과 동일하다는 것을 표현하는 Raoult의 법칙에 의해 설명됩니다.
P = X . Pº A
이 표현에서 :
P A = 혼합물에서 성분 A의 부분 증기압.
X A = 성분 A의 몰 분율.
Pº A = 순수 성분 A의 증기압.
용매의 증기압이 감소하는 경우, 이는 비 휘발성 용질을 첨가하여 용액을 형성 할 때 발생합니다. 알려진 바와 같이 정의에 따라 비 휘발성 물질은 증발하는 경향이 없습니다.
이러한 이유로이 용질이 휘발성 용매에 더 많이 첨가 될수록 증기압이 낮아지고 용매가 빠져 나가 기체 상태가 될 수 있습니다.
따라서 용매가 자연적으로 또는 강제로 증발함에 따라 일정량의 용매가 비 휘발성 용질과 함께 증발하지 않고 남게됩니다.
이 현상은 엔트로피 개념으로 더 잘 설명 할 수 있습니다. 분자가 액상에서 기체 상으로 전환되면 시스템의 엔트로피가 증가합니다.
이것은 기체 분자가 더 큰 부피를 차지하기 때문에이 기체상의 엔트로피가 항상 액체 상태의 엔트로피보다 크다는 것을 의미합니다.
그러면 액체 상태의 엔트로피가 희석에 의해 증가하면 용질에 연결되어 있어도 두 시스템의 차이는 감소합니다. 이러한 이유로 엔트로피가 감소하면 증기압도 감소합니다.
끓는 온도 상승
비등점은 액체 상과 기체 상이 평형을 이루는 온도입니다. 이 시점에서 액체로 변하는 기체 분자의 수 (응축)는 기체로 증발하는 액체 분자의 수와 같습니다.
용질을 첨가하면 액체 분자의 농도가 희석되어 증발 속도가 감소합니다. 이것은 용매 농도의 변화를 보상하기 위해 끓는점의 변화를 생성합니다.
즉, 용액의 끓는점은 순수한 상태의 용매보다 높습니다. 이것은 다음과 같은 수학 식으로 표현됩니다.
ΔT b = i. K b . 미디엄
이 표현에서 :
ΔT b = T b (용액)-T b (용매) = 끓는 온도의 변화.
i = van't Hoff 인자.
K b = 용매의 비등 상수 (0.512 ºC / 물의 경우 molal).
m = 몰 랄리 티 (mol / kg).
동결 온도 낮추기
순수한 용매의 동결 온도는 증기압이 감소하는 것과 동일한 현상의 영향을 받기 때문에 용질을 다량 첨가하면 감소합니다.
이는 용질을 희석하여 용매의 증기압이 감소함에 따라 동결을 위해 더 낮은 온도가 필요하기 때문에 발생합니다.
이 현상을 설명하기 위해 동결 과정의 특성을 고려할 수도 있습니다. 액체가 동결되기 위해서는 결정을 형성하는 순서가 지정된 상태에 도달해야합니다.
액체 내에 용질 형태의 불순물이 있으면 액체의 순서가 줄어들 것입니다. 이러한 이유로 용액은 불순물이없는 용매보다 동결하기가 더 어렵습니다.
이 감소는 다음과 같이 표현됩니다.
ΔT f = -i. K f . 미디엄
위의 표현에서 :
ΔT f = T f (용액)-T f (용매) = 동결 온도의 변화.
i = van't Hoff 인자.
K f = 용매의 동결 상수 (물의 경우 1.86 ºC kg / mol).
m = 몰 랄리 티 (mol / kg).
삼투압
삼투로 알려진 과정은 용매가 한 용액에서 다른 용액으로 (또는 순수한 용매에서 용액으로) 반투과성 막을 통과하는 경향입니다.
이 막은 동물 세포와 식물 세포의 세포벽에있는 반투막의 경우처럼 일부 물질은 통과 할 수 있고 다른 물질은 통과 할 수없는 장벽을 나타냅니다.
삼투압은 반투과성 막을 통한 순수한 용매의 통과를 막기 위해 용액에 가해 져야하는 최소 압력으로 정의됩니다.
삼투의 영향으로 인해 용액이 순수한 용매를받는 경향의 척도로도 알려져 있습니다. 이 속성은 수학적 표현으로 표현되는 용액의 용질 농도에 따라 달라지기 때문에 충돌합니다.
Π. V = n. 아르 자형. T 또는 π = M. 아르 자형. 티
이 표현에서 :
n = 용액의 입자 몰수.
R = 범용 기체 상수 (8.314472 J. K -1 . Mol -1 ).
T = 온도 (켈빈).
M = 몰 농도.
참고 문헌
- Wikipedia. (sf). Colligative 특성. en.wikipedia.org에서 검색
- 기원전. (sf). Colligative 특성. opentextbc.ca에서 복구 됨
- 보스 마, WB (nd). Colligative 특성. chemistryexplained.com에서 검색
- Sparknotes. (sf). Colligative 특성. sparknotes.com에서 복구
- University, FS (sf). Colligative 특성. chem.fsu.edu에서 가져옴