Колігативні властивості

Колігативні властивості - це властивості розчинів, які залежать від числа частинок розчиненої речовини. До колігативні властивості відносять:

1) зниження тиску насиченої пари розчинника над розчином,

2) зниження температури замерзання і підвищення температури кипіння розчинів у порівнянні з температурами замерзання і кипіння чистих розчинників.

3) осмотичнийтиск.

1 закон Рауля.Давленіе насиченої пари розчинника над розчином пропорційно мольної частці розчинника.

де Р - тиск насиченої пари розчинника над розчином, Па;

Р0 - тиск насиченої пари над розчинником, Па;

c (р-ля) - молярна частка розчинника;

n (розчин. в-ва) - кількість розчиненої речовини, моль;

n (р-ля) - кількість речовини розчинника, моль.

Іноді закон Рауля визначають наступним чином. Відносне зниження тиску насиченої пари розчинника над розчином дорівнює мольної частці розчиненої речовини.

де c (розчин. в-ва) - молярна частка розчиненої речовини.

2 закон Рауля.Поніженіе температури замерзання і підвищення температури кипіння розчинів у порівнянні з такими для чистого розчинника пропорційні моляльній концентрації розчиненого речовини.

де D t кип - підвищення температури кипіння розчину, ° С;

D tзам - зниження температури замерзання розчину, ° С;

Ке - ебулліоскопіческая константи розчинника, (кг × ° С) / моль;

Кк - кріоскопічна константи розчинника, (кг × ° С) / моль;

b - моляльна концентрація, моль / кг;

n (розчин. в-ва) - кількість розчиненої речовини, моль;

m (р-ля) - маса розчинника, кг;

m (розчин. в-ва) - маса розчиненої речовини, г;

М (розчин. В-ва) - молярна маса розчиненої речовини, г / моль.

Знаючи температури кипіння і замерзання чистих розчинників і D t можна розрахувати температури кипіння і замерзання розчинів:

Закон Вант-Гоффа.Осмотіческое тиск розчину дорівнює газовому тиску, яке виробляло б розчинена речовина, перебуваючи в газоподібному стані і займаючи об'єм, що дорівнює об'єму розчину.

де Росм - осмотичний тиск, кПа;

с - молярна концентрація розчиненої речовини, моль / л;

R - універсальна газова стала, 8,314 Дж / (моль × К);

Т - абсолютна температура, К;

V (розчину) - об'єм розчину, л.

Осмос - одностороння дифузія речовини через напівпроникну мембрану.

Осмотичний тиск - сила, яка обумовить осмос. Воно дорівнює зовнішньому тиску, при якому осмос мабуть припиняється.

Зазначені закони справедливі для розбавлених розчинів неелектролітів. Їх можна застосовувати і до розчинів електролітів, але в цьому випадку необхідно вводити ізотонічний коефіцієнт Вант-Гоффа (i). Це поправочний коефіцієнт, який враховує збільшення числа частинок в розчині електроліту через дисоціації на іони.

Значення ізотонічного коефіцієнта Вант-Гоффа розраховують як частка від ділення експериментальних і теоретичних значень осмотичного тиску, зміни температур кипіння і замерзання розчинів і зниження тиску розчинника над розчином:

Приклад 1. Обчисліть температуру кристалізації розчину сечовини, що містить 5 г сечовини CH 4 N 2 O в 200 г води. Кріоскопічна константа води дорівнює 1,86 (кг × ° С) / моль.

Приклад 2. Обчисліть температуру замерзання розчину, якщо він містить 18,06 × 10 22 молекул неелектроліту і 1000 мл води. Кріоскопічна константа води дорівнює 1,86 (кг × ° С) / моль.

m (H 2 O) = V (H 2 O) × r (H 2 O) = 1000 мл × 1 г / мл = 1000 г = 1 кг

Приклад 3. Обчисліть масову частку нафталіну С10 Н8 в бензольному розчині, якщо він кипить при температурі 81,45 ° С. Ебулліоскопіческая константа бензолу дорівнює 2,57 (кг × ° С) / моль. Температура кипіння чистого бензолу 80,2 ° С.

Рішення. Припустимо, що в розчині міститься 100 г розчинника (бензолу).

М (С10 Н8) = 12 × 10 + 1 × 8 = 128 г / моль