Definition af kollegative egenskaber
Kolligative egenskaber er egenskaber ved løsninger der afhænger af antallet af partikler i a bind af opløsningsmiddel (koncentrationen) og ikke på masse eller identiteten af solut partikler. Koligative egenskaber påvirkes også af temperaturen. Beregning af egenskaber fungerer kun perfekt til ideelle løsninger. I praksis betyder dette, at ligningerne for colligative egenskaber kun skal anvendes til fortynding af reelle opløsninger, når en ikke-flygtig opløsning opløses i et flygtigt flydende opløsningsmiddel. For ethvert givet forhold mellem opløsningsmiddel og opløsningsmiddel er enhver colligativ egenskab omvendt proportional med den molære masse af opløsningen. Ordet "colligative" kommer fra det latinske ord colligatus, hvilket betyder "bundet sammen" med henvisning til, hvordan egenskaberne af et opløsningsmiddel er bundet til koncentrationen af opløst stof i en opløsning.
Sådan fungerer kollegative egenskaber
Når der tilsættes et opløsningsmiddel til et opløsningsmiddel for at fremstille en opløsning, fortrænger de opløste partikler noget af opløsningsmidlet i væskefasen. Dette reducerer koncentrationen af opløsningsmidlet pr. Volumenhed. I en fortyndet opløsning betyder det ikke noget, hvad partiklerne er, bare hvor mange af dem der er til stede. Så for eksempel opløsning af CaCl
2 fuldstændigt ville give tre partikler (en calciumion og to chloridioner), medens opløsning af NaCl kun ville producere to partikler (en natriumion og en chloridion). Calciumchlorid ville have en større effekt på colligative egenskaber end bordsaltet. Dette er grunden til, at calciumchlorid er et mere effektivt afisingsmiddel ved lavere temperaturer end almindeligt salt.Hvad er de kollektive egenskaber?
Eksempler på kollegative egenskaber inkluderer Damptryk sænkning, frysepunkt depression, osmotisk tryk, og kogepunkt højde. For eksempel tilføjer en knivspids salt til en kop vand vandet til at fryse ved en lavere temperatur end det normalt ville, koge ved en højere temperatur, have et lavere damptryk og ændre dets osmotiske tryk. Mens colligative egenskaber generelt overvejes for ikke-flygtige opløsningsmidler, gælder virkningen også for flygtige opløste stoffer (selvom det kan være sværere at beregne). Til eksempeltilsætning af alkohol (en flygtig væske) til vand sænker frysepunktet under det, der sædvanligvis ses for enten ren alkohol eller rent vand. Dette er grunden til, at alkoholholdige drikkevarer ikke har det fryse i en fryser til hjemmet.
Frysepunktdepression og ligning med kogepunktshøjde
Frysepunktdepression kan beregnes ud fra ligningen:
ΔT = iKfm
hvor
ΔT = Skift i temperatur i ° C
i = van 't Hoff-faktor
Kf = molalt frysepunkt depression konstant eller kryoskopisk konstant i ° C kg / mol
m = molalitet af opløsningen i mol opløst / kg opløsningsmiddel
Højde af kogepunkt kan beregnes ud fra ligningen:
ΔT = Kbm
hvor
Kb = ebullioskopisk konstant (0,52 ° C kg / mol for vand)
m = molalitet af opløsningen i mol opløst / kg opløsningsmiddel
Ostwalds tre kategorier af faste egenskaber
Wilhelm Ostwald introducerede begrebet colligative egenskaber i 1891. Han foreslog faktisk tre kategorier af soluteegenskaber:
- Koligative egenskaber afhænger kun af opløst koncentration og temperatur, ikke af arten af de opløste partikler.
- Konstitutionelle egenskaber afhænger af molekylstrukturen af de opløste partikler i en opløsning.
- Additive egenskaber er summen af alle partiklernes egenskaber. Additivegenskaber afhænger af den opløste stofs molekylformel. Et eksempel på en additiv egenskab er masse.