Что такое коллигативные свойства растворов?

Видео: Суспензии, коллоиды и растворы

Растворы - это однородные системы, которые содержат две и более составляющих, а также продукты, которые являются результатом взаимодействия этих составляющих. Они могут находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. Рассмотрим жидкое агрегатное состояние растворов. В состав их входят растворитель и вещество, растворенное в нем (последнего меньше).

Коллигативные свойства растворов – это такие их характеристики, которые находятся в прямой зависимости только от растворителя и концентрированности раствора. Они еще называются коллективными или общими. Коллигативные свойства растворов проявляются в смесях, в которых нет взаимодействия химической природы между составляющими их компонентами. К тому же силы взаимного действия между частицами сольвента и частицами сольвента и растворенного в нем вещества равны в идеальных растворах.

Коллигативные свойства растворов:

1) Давление пара более низкое над раствором, чем над растворителем.

2) Кристаллизация раствора идет при температуре ниже температуры кристализации сольвента в чистом виде.

3) Кипение раствора происходит при более высокой температуре, чем кипение самого растворителя.

4) Явление осмоса.

Рассмотрим коллигативные свойства в отдельности.

Равновесие на границе фаз в закрытой системе: жидкость – пар характеризуется давлением насыщенных паров. Так как в растворе часть поверхностного слоя заполнена молекулами растворенного вещества, то равновесие будет достигаться при меньшем значении давления пара.

Второе коллигативное свойство – снижение температуры кристализации раствора по сравнению с растворителем – связано с тем, что частицы растворенного вещества мешают в построении кристаллов и тем самым препятствуют кристаллизации при снижении температуры.

Температура кипения смеси выше, чем сольвента в чистом виде, в связи с тем, что равенство атмосферного давления и давления насыщенного пара достигается при большем нагреве, так как часть молекул растворителя связана с частицами растворенного вещества.

Видео: Chemistry for Dummies. Lecture 37. Solutions

Четвертое коллигативное свойство растворов – явление осмоса.

Явление осмоса – это способность сольвента мигрировать через перегородку, которая является проницаемой для одних частиц (молекулы растворителя) и непроницаемой для других (молекулы вещества растворенного). Эта перегородка отделяет раствор с большим содержанием растворенного вещества от менее концентрированного раствора. Примером такой полупроницаемой перегородки может служить мембрана живой клетки, бычий пузырь и др. Явление осмоса обусловлено выравниванием концентраций по обе стороны, разделенные мембраной, что является термодинамически более выгодным для системы. Вследствие перемещения растворителя в более концентрированный раствор в этой части сосуда наблюдается повышение давления. Это избыточное давление получило название осмотическое.

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов математически могут быть представлены уравнениями:

Ткип.= Екип См-

Ткр. = Кзам См-

&pi- = CRT.

Коллигативные свойства в численном выражении различаются для растворов электролитов и растворов неэлектролитов. Для первых они несколько больше. Это связано с тем, что в них происходит электролитическая диссоциация, и количество частиц значительно увеличивается.

Коллигативные свойства растворов находят широкое применение в быту и на производстве, так, например, явление осмоса используется для получения чистой воды. В живых организмах многие системы также построены на коллигативных свойствах растворов (например, рост клеток растений).