Döner buz satıcısı, buz ruloları yaparken her zaman buz küplerine sofra tuzu ekler. Bunun neden yapıldığını biliyor musun? Araştırın, tuz eklemek, buz küplerinin hızlı bir şekilde erimemesi için tasarlanmıştır, döner buz yapımının belirli bir süre soğuk bir sıcaklık gerektirdiği göz önüne alındığında. Bu olay, çözümün kolligatif doğası kavramı ile açıklanabilir.
Öyleyse, çözümün kolligatif doğası ne anlama geliyor? Bir çözeltinin kolligatif doğası, belirli koşullar altında çözücü miktarında bulunan çözünen parçacıkların sayısına bağlı olan bir bileşendir. Bu birleşik yapı, her bir parçacığın özelliklerine ve durumuna bağlı değildir. Bilindiği gibi çözelti, suyun en iyi çözücü olduğu ve sıklıkla kullanıldığı ve sulu olarak bilindiği bir çözücü ve bir çözücüden oluşur.
Bir çözelti oluştuğunda, çözünen maddenin kimyasal özellikleri büyük ölçüde değişmeyecek, ancak fiziksel özellikleri büyük ölçüde değişecektir. Kolligatif özellikler olan fiziksel özelliklerdeki değişiklikler arasında kaynama noktasında (ΔTb) bir artış, buhar basıncında (ΔP) bir düşüş, ozmotik basınçta (π) ve donma noktasında (ΔTf) bir azalma bulunur.
Buhar Basıncında Düşüş
Çözünen madde uçucu değilse (uçucu değilse; buhar basıncı ölçülemez), çözeltinin buhar basıncı her zaman saf uçucu çözücünün buhar basıncından daha düşük olacaktır. Bu, aşağıdaki formülle gösterilebilir:
ΔP = P0 - P
ΔP = X t x P0
P = P0 x X n
Bilgi:
ΔP = buhar basıncındaki düşüş (atm)
P0 = saf çözücünün doymuş buhar basıncı (atm)
P = çözeltinin doymuş buhar basıncı (atm)
X t = mo çözünen fraksiyon
X p = çözücü mol fraksiyonu
Kaynama Noktası Artışı
Kaynama noktası, sıvının buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklıktır. Bir çözücüde uçucu olmayan bir çözünen maddenin eklenmesi, buhar basıncında bir düşüşe neden olur.
(Ayrıca okuyun: Elektrokimyasal Hücrelerin Önemli Özellikleri ve Serileri)
Oluşan çözelti, buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olması için daha yüksek bir sıcaklığa ısıtılmalıdır. Bu nedenle, bir çözeltinin kaynama noktası, saf bir çözücününkinden daha yüksektir.
Çözeltinin kaynama noktaları ile saf çözücü arasındaki fark, kaynama noktasındaki artış olarak adlandırılır. Bu, aşağıdaki gibi formüle edilebilir:
ΔTb = çözeltinin kaynama noktası - çözücünün kaynama noktası
ΔTb = kb xm
Bilgi:
ΔTb = çözeltinin kaynama noktasındaki artış (0C)
Kb = molal kaynama noktasında sabit artış (0C / molal)
m = çözünen molalite (gram)
Donma Noktası Düşmesi
Donma noktası, bir maddenin sıvılarının ve katılarının aynı buhar basıncına sahip olduğu sıcaklıktır. Bir çözücüye bir çözünen eklemek, buhar basıncında bir düşüşe neden olabilir. Çözelti için buhar basıncı sıcaklık eğrisi, saf çözücü için eğrinin altındadır. Bu nedenle, bir çözeltinin donma noktası, saf bir çözücünün donma noktasından daha düşüktür. Donma noktasını düşürmenin formülü şu şekildedir:
ΔTf = çözücünün donma noktası - çözeltinin kaynama noktası
ΔTf = kf xm
Bilgi:
ΔTf = çözeltinin donma noktasında azalma (0C)
Kf = molal donma noktası düşme sabiti (0C / molal)
Ozmoz Basıncı
Ozmozu önleyen minimum basınca ozmotik basınç denir. İki farklı çözelti, yarı geçirgen bir zarla (yalnızca çözücü parçacıklardan geçebilen ancak çözünen parçacıklardan geçemeyen bir zar) ayrıldığında, ozmoz fenomeni meydana gelir. Ozmotik basınç için formül: π = M x R x T
Bilgi:
Π = ozmotik basınç (atm)
R = gaz basıncı (0,0082 atm L / mol K)
T = sıcaklık (K)
M = molarite (molar)
