הגדרה ודוגמאות של נכסים קולטיטיביים

תכונות קולטיטיביות הן תכונות של פתרונות התלויות במספר החלקיקים בא כרך של ממס (הריכוז) ולא על מסה או זהותה של מומס חלקיקים. תכונות קולטיטיביות מושפעות גם מהטמפרטורה. חישוב המאפיינים עובד בצורה מושלמת רק עבור פתרונות אידיאליים. בפועל, משמעות הדבר היא כי יש להחיל את המשוואות עבור תכונות קולטיטיביות רק על דילול של פתרונות אמיתיים כאשר מומס מומסים בלתי נדיפים בממס נוזלי נדיף. עבור כל יחס מסה ממס למומס נתון, כל תכונה קולטיבית היא ביחס הפוך למסה הטוחנית של המומס. המילה "קולטיטיב" באה מהמילה הלטינית קוליגאטוסשפירושו "כבול זה לזה", ומתייחס לאופן שבו תכונותיו של ממס קשורות לריכוז המומס בתמיסה.

כאשר מוסיפים להמיס להמיס בכדי לייצר תמיסה, החלקיקים המומסים מוציאים את מקומם של הממס בשלב הנוזלי. זה מפחית את ריכוז הממס ליחידת נפח. בתמיסה מדוללת, לא משנה מה החלקיקים, רק כמה מהם קיימים. אז, למשל, המסת CaCl₂ לחלוטין תניב שלושה חלקיקים (יון סידן אחד ושני יוני כלוריד), ואילו המסת NaCl תייצר רק שני חלקיקים (יון נתרן ויון כלוריד). לסידן כלוריד תהיה השפעה רבה יותר על תכונות קולטיטיביות מאשר מלח השולחן. זו הסיבה שסידן כלוריד הוא סוכן יעיל יותר לעיסה בטמפרטורות נמוכות יותר מאשר מלח רגיל.

דוגמאות לתכונות קולגטיביות כוללות לחץ אדים מוריד, נקודת הקיפאון, לחץ אוסמוטי, ו העלאת נקודת הרתיחה. לדוגמא, הוספת קמצוץ מלח לכוס מים גורמת למים להקפיא בטמפרטורה נמוכה ממנו בדרך כלל היה, להרתיח בטמפרטורה גבוהה יותר, לחץ לאדים נמוך יותר ומשנה את הלחץ האוסמוטי שלו. בעוד שמאפיינים קולגטיביים נחשבים בדרך כלל למומסים לא נדיפים, ההשפעה חלה גם על מומסים נדיפים (אם כי קשה יותר לחשב). ל דוגמאהוספת אלכוהול (נוזל נדיף) למים מורידה את נקודת ההקפאה שמתחת לזה שנראה בדרך כלל עבור אלכוהול טהור או מים טהורים. זו הסיבה שמשקאות אלכוהוליים נוטים שלא להקפיא במקפיא ביתי.

ניתן לחשב את הדיכאון בנקודת הקפאה מהמשוואה:

ΔT = iK_וM
איפה
ΔT = שינוי הטמפרטורה ב- ° C
i = גורם לאן הוף
ק_ו = נקודת הקפאה מולולאית דיכאון קבוע או קבוע קריוסקופי ב ° C ק"ג / מולקולה
m = מולאליות של המומס במומס מומס / ק"ג ממס

ניתן לחשב את העלאת נקודת הרתיחה מהמשוואה:

ΔT = K_בM

איפה
ק_ב = קבוע ebullioscopic (0.52 מעלות צלזיוס ק"ג / מול מול מים)
m = מולאליות של המומס במומס מומס / ק"ג ממס

וילהלם אוסטוולד הציג את הרעיון של נכסים קולגטיביים בשנת 1891. הוא למעשה הציע שלוש קטגוריות של נכסים מומסים:

1. תכונות קולטיטיביות תלויות רק בריכוז המומסים ובטמפרטורה ולא באופי החלקיקים המומסים.
2. תכונות חוקתיות תלויות במבנה המולקולרי של חלקיקי המומס שבתמיסה.
3. תכונות תוספות הן הסכום של כל המאפיינים של החלקיקים. תכונות תוספות תלויות בנוסחה המולקולרית של המומס. דוגמה לנכס תוסף היא מסה.