ตัวอย่างของคุณสมบัติการร่วมมือ

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• การลดความดันไอโดยการเพิ่มตัวละลาย
• จุดเดือดจุดเดือดสูงในส่วนผสม
• จุดเยือกแข็งจุดเยือกแข็งในส่วนผสม
• แรงดันออสโมติกเพิ่มขึ้นสำหรับการแก้ปัญหา
• คุณสมบัติเชิงการประสานและ Molality

สารกันบูดยานยนต์, ไตล้างไตและการใช้เกลือสินเธาว์เพื่อทำไอศกรีมดูเหมือนจะไม่มีอะไรเหมือนกัน แต่พวกเขาทั้งหมดขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติสมการของการแก้ปัญหา. คุณสมบัติเหล่านี้เป็นคุณสมบัติทางกายภาพของการแก้ปัญหาที่ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของจำนวนอนุภาคของตัวถูกละลายและตัวทำละลาย (เช่นเกลือในน้ำ) ในการแก้ปัญหาและไม่ได้อยู่ในตัวตนของตัวถูกละลาย

เซลล์ของร่างกายมนุษย์เซลล์พืชและสารละลายต่าง ๆ เช่นแอนติฟรีซและไอศกรีมขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของคอลลาเจน

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

ยาวเกินไปอ่านไม่ได้ (TL; DR)

มีสี่คุณสมบัติ colligative: ความดันไอจุดเดือดจุดเยือกแข็งและแรงดันออสโมติก คุณสมบัติทางกายภาพของสารละลายขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของจำนวนตัวถูกละลายและตัวทำละลายในการแก้ปัญหาและไม่ขึ้นกับตัวถูกละลาย

การลดความดันไอโดยการเพิ่มตัวละลาย

ตัวทำละลาย (เช่นน้ำ) มีความดันไอแทนด้วย p1 นี่เท่ากับ บรรยากาศหนึ่งของความกดดัน.

ที่ สมดุลเฟสก๊าซ (เช่นไอน้ำ) เหนือตัวทำละลายมีความดันบางส่วนเท่ากับ p1 การเพิ่มตัวละลาย (เช่นเกลือแกง NaCl) ลดความดันบางส่วนของตัวทำละลายในระยะก๊าซ การลดลงของแรงดันไอเกิดจากโมเลกุลของตัวทำละลายบนพื้นผิวของสารละลายที่ถูกแทนที่ด้วยโมเลกุลตัวทำละลาย โมเลกุลของตัวทำละลายจะ“ กลายเป็นไอ” ออกมา เนื่องจากมีโมเลกุลของตัวทำละลายน้อยลงบนพื้นผิวความดันไอจึงลดลง

จุดเดือดจุดเดือดสูงในส่วนผสม

การนำตัวทำละลายไปต้มโดยพื้นฐานแล้วระเหยตัวทำละลาย การยกระดับจุดเดือดหรือเพิ่มอุณหภูมิที่ตัวทำละลายเดือดเกิดขึ้นด้วยเหตุผลเช่นเดียวกับภาวะซึมเศร้าแรงดันไอ ปริมาณที่เพิ่มขึ้นของตัวถูกละลายบนพื้นผิวจะยับยั้งการระเหยของตัวทำละลายดังนั้นจึงต้องใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อให้ได้จุดเดือด

สิ่งนี้ทึกทักว่าตัวถูกละลายนั้นไม่ระเหยนั่นคือมันมีความดันไอต่ำที่อุณหภูมิห้อง ตัวละลายที่ระเหยได้ซึ่งมีจุดเดือดต่ำกว่าตัวทำละลายจริงอาจทำให้จุดเดือดลดลง น้ำมันเบนซินเป็นตัวอย่างของสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC)

จุดเยือกแข็งจุดเยือกแข็งในส่วนผสม

จุดเยือกแข็งของสารละลายจะต่ำกว่าตัวทำละลายบริสุทธิ์ จุดเยือกแข็ง คืออุณหภูมิที่ของเหลวกลายเป็นของแข็งที่ 1 บรรยากาศ จุดซึมเศร้าจุดเยือกแข็ง หมายถึงอุณหภูมิเยือกแข็งลดลง ซึ่งหมายความว่าของเหลวจะต้องเย็นลงเพื่อให้บรรลุการแช่แข็ง เหตุผลนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการปรากฏตัวของตัวถูกละลายแนะนำระบบมากขึ้นกว่าที่เป็นอยู่กับโมเลกุลตัวทำละลาย ดังนั้นส่วนผสมจะต้องเย็นกว่าเพื่อเอาชนะผลกระทบของระบบที่ยุ่งเหยิงยิ่งขึ้น

แอปพลิเคชั่นที่ใช้งานได้จริงของคุณสมบัติสมการนี้คือ ยานยนต์แข็งตัว. จุดเยือกแข็งของสารละลาย 50/50 ของ ethylene glycol (CH₂(OH) CH₂(OH)) คือ -33 องศาเซลเซียส (-27.4 องศาฟาเรนไฮต์) เมื่อเทียบกับ 0 องศาเซลเซียส (32 องศาฟาเรนไฮต์) Antifreeze จะถูกเพิ่มเข้าไปในหม้อน้ำรถยนต์เพื่อให้รถต้องสัมผัสกับอุณหภูมิที่ต่ำกว่ามากก่อนที่น้ำในระบบของรถจะค้าง

แรงดันออสโมติกเพิ่มขึ้นสำหรับการแก้ปัญหา

Osmosis เกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลของตัวทำละลายเคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบบกึ่งสังเคราะห์ ด้านหนึ่งของเมมเบรนอาจมีตัวทำละลายและอีกด้านหนึ่งของเมมเบรนจะมีตัวถูกละลาย การเคลื่อนไหวของตัวทำละลายเกิดขึ้นจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังพื้นที่ที่มีความเข้มข้นต่ำหรือจากศักยภาพทางเคมีที่สูงขึ้นไปยังศักยภาพทางเคมีที่ลดลงจนกว่าจะถึงจุดสมดุล การไหลนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติดังนั้นจึงต้องใช้แรงดันอินพุทบางส่วนที่ด้านตัวถูกละลายเพื่อหยุดการไหล

แรงดันออสโมซิส คือความดันที่จะหยุดการไหล แรงดันออสโมติกโดยทั่วไปเพิ่มขึ้นสำหรับการแก้ปัญหา ยิ่งมีโมเลกุลตัวถูกละลายมากเท่าไรก็ยิ่งมีการรวมตัวเป็นตัวทำละลายมากขึ้นเท่านั้น การปรากฏตัวของโมเลกุลตัวถูกละลายที่ด้านหนึ่งของเมมเบรนหมายความว่าโมเลกุลตัวทำละลายน้อยลงสามารถข้ามไปยังด้านการแก้ปัญหา แรงดันออสโมติกเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเข้มข้นของตัวถูกละลาย: ตัวถูกละลายมากขึ้นแปลเป็นแรงดันออสโมติกที่สูงขึ้น

คุณสมบัติเชิงการประสานและ Molality

คุณสมบัติการรวมตัวทั้งหมดขึ้นอยู่กับ molality (m) ของสารละลาย โมลลิตี้หมายถึงโมลของตัวถูกละลาย / กิโลกรัมของตัวทำละลาย ตัวถูกละลายมากขึ้นหรือน้อยลงที่มีอยู่ในอัตราส่วนกับตัวทำละลายจะมีผลต่อการคำนวณคุณสมบัติการยุบตัวทั้งสี่ที่กล่าวถึงข้างต้น