Co jsou to obligatorní vlastnosti?

Koligativní vlastnost je popisná vlastnost používaná v chemii roztoků. Nejjednodušší, koligativní vlastnosti jsou ty vlastnosti roztoku, které závisí na počtu molekul rozpuštěné látky v daném roztoku, ale nikoli na identitě těchto molekul rozpuštěné látky. Koligativní řešení má jen několik vlastností: tlak par, zvýšení bodu varu, pokles bodu tuhnutí a osmotický tlak. Koordinativní vlastnosti jsou definovány pouze pro ideální řešení.

V chemii jsou roztoky definovány jako sestávající z rozpuštěné látky nebo rozpuštěné látky a rozpouštědla nebo rozpuštěné látky. Například, pokud je trochu stolní soli rozpuštěno ve vodě, sůl je solut a voda je rozpouštědlo. Kligační vlastnosti tohoto roztoku jsou vlastnosti, které závisí pouze na počtu molekul soli nebo poměru počtu molekul soli k počtu nebo molekulám rozpouštědla. Koligativní vlastnosti roztoku nezávisí na skutečnosti, že solutem je sůl, ani na žádné z jejích charakteristik. Koligativní vlastnost je vlastnost, která se u jakéhokoli řešení bude chovat stejným způsobem, ať už obsahuje sůl, cukr nebo jakýkoli jiný možný solut.

Ze čtyř koligativních vlastností roztoku úzce souvisí tlak par, zvýšení bodu varu a pokles bodu tuhnutí. Tlak páry jako koligativní vlastnost je popsán Raoultovým zákonem. Raoultův zákon v zásadě uvádí, že pro ideální řešení tlak par celého roztoku závisí na tlaku par každé chemické složky, jakož i na molárním podílu každé chemické složky v roztoku. Prakticky tento vztah znamená, že jak se solute přidává k roztoku, změna tlaku par závisí pouze na poměru solute k molekulám rozpouštědla. Znovu, protože se jedná o koligativní vlastnost, změna tlaku par nezávisí na totožnosti přidávané solutu.

Zvýšení bodu varu a snížení bodu tuhnutí jsou koligativní vlastnosti, které se každá mění v tandemu se změnami tlaku par. Když se k roztoku přidá solut, soluty sníží tlak par rozpouštědla. Změna tlaku způsobí odpovídající zvýšení teploty varu a snížení teploty tuhnutí roztoku. Jinými slovy, když se do roztoku přidá solut, roztok bude nyní vařit při vyšší teplotě a zmrazit při nižší teplotě.

Osmotický tlak je čtvrtá koligativní vlastnost řešení. Osmóza je definována jako pohyb molekul rozpouštědla polopropustnou membránou do oblasti, která obsahuje vyšší počet molekul rozpuštěné látky. Osmotický tlak je množství tlaku, které je třeba aplikovat na jednu stranu polopropustné membrány, aby se zabránilo protékání rozpouštědla. Osmotický tlak ideálního roztoku při konstantní teplotě je úměrný koncentraci solutu, nebo jinými slovy, je závislý pouze na počtu solutovaných molekul.

Kligativní vlastnosti řešení se mohou jevit jako složité, lze je však intuitivně pochopit pomocí několika běžných příkladů. Mnoho kuchařů přidává sůl do hrnce plného vody při vaření těstovin, což způsobuje, že se těstoviny rychleji vaří. Tato akce využívá koligativní vlastnosti. Přidání soli zvyšuje teplotu varu vody, což umožňuje těstovinám rychleji vařit při vyšší teplotě vody.

Deprese bodu mrznutí je také běžně využívána kuchaři. Jak cukr, tak sůl jako soluty pomáhají zmrzlinu zmrznout. Cukr ve zmrzlině ovlivňuje teplotu, při které zmrzlina zmrzne, a slaná voda kolem nádoby na zmrzlinu vytváří chladnější prostředí, ve kterém zmrzlina zmrzne rychleji.