Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Μείωση της πίεσης ατμών με προσθήκη διαλυτικής ουσίας
- Σημείο ζέσεως ανύψωση σε μείγμα
- Καταστολή κατάψυξης σε μείγμα
- Οσμωτική αύξηση πίεσης για λύσεις
- Συγκριτικές ιδιότητες και ολότητα
Το αντιψυκτικό της αυτοκινητοβιομηχανίας, η αιμοκάθαρση των νεφρών και η χρήση αλάτων από βράχο για να φτιάξετε παγωτό δεν φαίνεται να έχουν κάτι κοινό. Αλλά όλοι εξαρτώνται από το συγκριτικές ιδιότητες των διαλυμάτων. Αυτές οι ιδιότητες είναι οι φυσικές ιδιότητες των διαλυμάτων που εξαρτώνται μόνο από την αναλογία του αριθμού των σωματιδίων διαλελυμένης ουσίας και του διαλύτη (π.χ. άλατος σε νερό) σε διάλυμα και όχι από την ταυτότητα της διαλελυμένης ουσίας.
Τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος, τα φυτικά κύτταρα και τα διαλύματα, όπως το αντιψυκτικό και το παγωτό, εξαρτώνται από τις ιδιοσυστατικές ιδιότητες.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Πολύ μακρύ, δεν αναγνώστηκε (TL, DR)
Υπάρχουν τέσσερις ιδιοσυστατικές ιδιότητες: η τάση ατμών, το σημείο βρασμού, το σημείο πήξης και η οσμωτική πίεση. Αυτές οι φυσικές ιδιότητες των διαλυμάτων εξαρτώνται μόνο από την αναλογία του αριθμού των σωματιδίων διαλελυμένης ουσίας και του διαλύτη σε διάλυμα και όχι από το ποια είναι η διαλυμένη ουσία.
Μείωση της πίεσης ατμών με προσθήκη διαλυτικής ουσίας
Ένας διαλύτης (όπως το νερό) έχει πίεση ατμών που δηλώνεται από το ρ1. Αυτό είναι ίσο με μια ατμόσφαιρα πίεσης.
Στο ισορροπία, η αέρια φάση (όπως ο υδρατμός) πάνω από τον διαλύτη έχει μερική πίεση ίση με ρ1. Η προσθήκη διαλυμένης ουσίας (όπως επιτραπέζιο αλάτι, NaCl) μειώνει τη μερική πίεση του διαλύτη στη φάση αερίου. Η μείωση της πίεσης ατμών προκαλείται από τα μόρια του διαλύτη στην επιφάνεια του διαλύματος που αντικαθίστανται από τα μόρια διαλελυμένης ουσίας. Τα μόρια του διαλύτη "εξαφανίζονται" την εξάτμιση. Επειδή υπάρχουν λιγότερα μόρια διαλύτη στην επιφάνεια, η τάση ατμών μειώνεται.
Σημείο ζέσεως ανύψωση σε μείγμα
Η προσθήκη διαλύτη σε βράσιμο ουσιαστικά εξατμίζει τον διαλύτη. Ανύψωση σημείου ζέσης, ή η αύξηση της θερμοκρασίας με την οποία βράζει ο διαλύτης, συμβαίνει για έναν παρόμοιο λόγο όπως η συμπίεση της τάσης ατμών. Η αυξημένη ποσότητα της διαλελυμένης ουσίας στην επιφάνεια αναστέλλει την εξάτμιση του διαλύτη, συνεπώς απαιτεί περισσότερη ενέργεια για την επίτευξη του σημείου βρασμού.
Αυτό προϋποθέτει ότι η διαλυμένη ουσία δεν είναι πτητική, δηλαδή έχει χαμηλή τάση ατμών σε θερμοκρασία δωματίου. Μια πτητική διαλυτή ουσία με χαμηλότερο σημείο βρασμού από τον διαλύτη μπορεί πράγματι να πιέσει το σημείο βρασμού. Το βενζόλιο είναι ένα παράδειγμα πτητικής οργανικής ένωσης (VOC).
Καταστολή κατάψυξης σε μείγμα
Το σημείο πήξης ενός διαλύματος θα είναι χαμηλότερο από αυτό του καθαρού διαλύτη. Σημείο πήξης είναι η θερμοκρασία στην οποία ένα υγρό γίνεται στερεό σε 1 ατμόσφαιρα. Κατάπτωση κατάψυξης σημαίνει ότι η θερμοκρασία ψύξης μειώνεται. Αυτό σημαίνει ότι το υγρό πρέπει να είναι ψυχρότερο για να επιτευχθεί η κατάψυξη. Ο λόγος αυτό συμβαίνει επειδή η παρουσία μιας διαλυτής ουσίας εισάγει περισσότερη διαταραχή στο σύστημα από ό, τι ήταν παρούσα μόνο με τα μόρια του διαλύτη. Επομένως, το μίγμα πρέπει να είναι ψυχρότερο για να ξεπεραστούν τα αποτελέσματα του πιο διαταραγμένου συστήματος.
Μια πρακτική εφαρμογή αυτής της ιδιοσυγκρασιακής ιδιότητας είναι αντιψυκτικό αυτοκινήτου. Το σημείο πήξης ενός διαλύματος αιθυλενογλυκόλης 50/50 (CH2(ΟΗ) ΟΗ2(OH)) είναι -33 βαθμοί Κελσίου (-27.4 βαθμούς Φαρενάιτ), σε σύγκριση με τους 0 βαθμούς Κελσίου (32 βαθμούς Φαρενάιτ). Το αντιψυκτικό προστίθεται στο ψυγείο ενός αυτοκινήτου, έτσι ώστε το αυτοκίνητο να εκτεθεί σε πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες πριν το νερό του συστήματος του αυτοκινήτου παγώσει.
Οσμωτική αύξηση πίεσης για λύσεις
Ωσμωση όταν τα μόρια του διαλύτη κινούνται μέσω μιας ημιδιαπερατής μεμβράνης. Η μία πλευρά της μεμβράνης θα μπορούσε να περιέχει διαλύτη και η άλλη πλευρά της μεμβράνης θα περιέχει διαλυμένη ουσία. Η μετακίνηση του διαλύτη συμβαίνει από μια περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης ή από υψηλότερο χημικό δυναμικό έως χαμηλότερο χημικό δυναμικό έως ότου επιτευχθεί ισορροπία. Αυτή η ροή εκδηλώνεται φυσικά, οπότε πρέπει να εφαρμοστεί κάποια πίεση πίεσης στην πλευρά της διαλυτής ουσίας για να σταματήσει η ροή.
ο ωσμωτική πίεση είναι η πίεση που θα σταματούσε αυτή τη ροή. Η οσμωτική πίεση γενικά αυξάνεται για λύσεις. Όσο περισσότερα μόρια διαλυτής ουσίας υπάρχουν, τόσο περισσότερο τα μόρια διαλύτη πιέζονται μαζί. Η παρουσία μορίων διαλυτής ουσίας στη μία πλευρά της μεμβράνης σημαίνει ότι λιγότερα μόρια διαλύτη μπορούν να διασχίσουν στην πλευρά του διαλύματος. Η οσμωτική πίεση σχετίζεται άμεσα με τη συγκέντρωση της διαλελυμένης ουσίας: περισσότερη διαλυμένη ουσία μεταφράζεται σε υψηλότερη οσμωτική πίεση.
Συγκριτικές ιδιότητες και ολότητα
Οι ιδιοσυστατικές ιδιότητες εξαρτώνται από τη μαλακότητα (m) μιας λύσης. Η γραμμομοριακότητα ορίζεται ως γραμμομόρια διαλυτής ουσίας / kg διαλύτη. Το περισσότερο, ή λιγότερο, μιας διαλελυμένης ουσίας που υπάρχει σε αναλογία με τον διαλύτη θα επηρεάσει τους υπολογισμούς των τεσσάρων ιδιοχαρακτηριστικών ιδιοτήτων που περιγράφονται παραπάνω.