Wat zijn colligatieve eigenschappen?

Een colligatieve eigenschap is een beschrijvend kenmerk dat wordt gebruikt in oplossingschemie. Het meest eenvoudig, colligatieve eigenschappen zijn die eigenschappen van oplossing die afhankelijk zijn van het aantal opgeloste moleculen in een bepaalde oplossing, maar niet van de identiteit van die opgeloste moleculen. Er zijn slechts enkele eigenschappen van oplossingen die colligatief zijn: dampdruk, kookpunthoogte, vriespuntdepressie en osmotische druk. Colligatieve eigenschappen worden alleen gedefinieerd voor ideale oplossingen.

In chemie worden oplossingen gedefinieerd als bestaande uit een opgeloste stof, of de opgeloste stof en een oplosmiddel, of de oplossende stof. Als een beetje tafelzout bijvoorbeeld in water wordt opgelost, is het zout de opgeloste stof en is het water het oplosmiddel. Colligatieve eigenschappen van deze oplossing zijn eigenschappen die alleen afhangen van het aantal zoutmoleculen, of de verhouding van het aantal zoutmoleculen tot het aantal of oplosmiddelmoleculen. De colligatieve eigenschappen van oplossing zijn niet afhankelijk van deFeit dat de opgeloste stof zout is, of op een van de kenmerken van zout. Een colligatieve eigenschap is een eigenschap die zich voor elke oplossing op dezelfde manier zal gedragen, ongeacht of de oplossing zout, suiker of andere mogelijke opgeloste stof bevat.

van de vier colligatieve eigenschappen van oplossing, dampdruk, kookpunthoogte en vriespuntdepressie zijn nauw verwant. Dampdruk als een colligatieve eigenschap wordt beschreven door de wet van Raoult. De wet van Raoult stelt in principe dat voor een ideale oplossing de dampdruk van de totale oplossing afhangt van de dampdruk van elk van de chemische componenten, evenals de molfractie van elk van de chemische componenten in oplossing. Meer praktisch, deze relatie betekent dat als een opgeloste stof aan een oplossing wordt toegevoegd, de verandering in dampdruk alleen afhankelijk is van de verhouding van opgeloste stof en oplosmiddelmoleculen. Nogmaals, omdat het een colligatieve eigenschap is,De verandering in dampdruk hangt niet af van de identiteit van de opgeloste stof die wordt toegevoegd.

Kookpunthoogte en vriespuntdepressie zijn colligatieve eigenschappen die elke verandering in combinatie met veranderingen in dampdruk. Wanneer een opgeloste oplossing wordt toegevoegd, verlagen de opgeloste stoffen de dampdruk van het oplosmiddel. De drukverandering veroorzaakt een overeenkomstige toename van het kookpunt en een afname van het vriespunt van de oplossing. Met andere woorden, wanneer een opgeloste stof aan een oplossing wordt toegevoegd, kookt de oplossing nu bij een hogere temperatuur en bevriest de oplossing bij een lagere temperatuur.

osmotische druk is de vierde colligatieve eigenschap van oplossing. Osmose wordt gedefinieerd als de beweging van oplosmiddelmoleculen door een semi-permeabel membraan in een gebied dat een hoger aantal opgeloste moleculen bevat. Osmotische druk is de hoeveelheid druk die moet worden uitgeoefend op één zijde van het semi-permeabele membraan om te voorkomen dat het oplosmiddel door stroomt. De osmotische pHet herstellen van een ideale oplossing bij een constante temperatuur is evenredig met de opgeloste concentratie, of op een andere manier geplaatst, is alleen afhankelijk van het aantal opgeloste moleculen.

Colligatieve eigenschappen van oplossing kunnen complex lijken om te definiëren, maar ze kunnen intuïtief worden begrepen door enkele veel voorkomende voorbeelden. Veel koks voegen zout toe aan een pot vol water bij het koken van pasta, waardoor de pasta sneller kookt. Deze actie maakt gebruik van een colligatief eigendom. De toevoeging van het zout verhoogt het kookpunt van het water, waardoor de pasta sneller kan koken bij een hogere watertemperatuur.

De depressie van het vriespunt wordt ook vaak gebruik gemaakt door chefs. Zowel suiker als zout als opgeloste stoffen helpen ijs om te bevriezen. De suiker in het ijs beïnvloedt de temperatuur waarmee het ijs bevriest, en zout water rond het ijsvat creëert een koudere omgeving waarin het ijs sneller zal bevriezen.