集合プロパティとはラテン語の「colligates」に由来する「colligative」という言葉は、「結合する」という意味です。
集合特性は、溶液成分の化学的性質に依存しません。モル濃度、極性、正常性など、いくつかの性質が溶液の濃度を伝えます。したがって、これらの集合プロパティをリンクできます。
さまざまなタイプの共同プロパティ
ソリューションは、4 種類の共同プロパティを示すことができます:
- 浸透圧。
- 蒸気圧の相対的な低下
- 氷点下のうつ病
- 凝固点定数 (Kf)
- 沸点の上昇
浸透圧
浸透圧は、浸透によって作成された障壁を越えて水が拡散するのを防ぐために必要な圧力として定義されます。別の言い方をすれば、反対側に分散するために水が障壁を「押し」なければならない強さに関係しています。半透膜を横切る水の拡散は、浸透として知られています。その結果、浸透では、溶質は膜を通過できなくなります。
次の式を使用して浸透圧を計算できます:
π=CRT
どこで、
π =これは浸透圧の略語です。
C =溶液のモル濃度 (溶質中の原子、イオン、または分子の数は、モル濃度で測定されます。)
R=は普遍気体定数です。
T=ケルビン温度。
溶液に 2 グラムの溶質が含まれており、溶質のモル質量が M2 であるとします。溶液の体積は V (リットル) です。
したがって、モル濃度は次のように表すことができます:
C =(w2/M2) ÷ V =w2 ÷ (V × M2).
したがって、浸透圧は次のとおりです。
π =(w2RT) ÷ (M2V)。
したがって、上記の式は次のように整理できます。
M2 =(w2RT) ÷ (πV).
蒸気圧の相対的低下
純粋な溶媒では、不揮発性溶質が溶解すると蒸気圧が低下します。不揮発性溶質が溶媒に追加されると、表面には溶質分子と溶媒分子の両方が含まれます。したがって、溶媒分子によって覆われる表面の量は最終的に減少します。
したがって、P は溶媒の蒸気圧、Ps は溶液の蒸気圧と呼ばれます。次に、P – Ps の差 は蒸気圧の低下であり、比率は蒸気圧の低下の相対値です。
1886 年、フランスの化学者であるフランソワ マリー ラウルは、蒸気圧とモル分率の相対的な低下を確立しました。その関係は、ラウルの法則と呼ばれます。この法則は、希薄溶液の蒸気圧の相対的な低下は、溶液の溶質のモル分率に等しいと明確に述べています。
氷点下のうつ病
特定の溶質が溶媒に導入されると、溶媒の凝固点が低下します。不揮発性溶質でなければなりません。例:
<オール>得られた溶液または組み合わせの凝固点は、純粋な溶媒の凝固点よりも低くなります。溶液の溶質のモル濃度と凝固点の低下は正比例します。
方程式は、この凝固点の低下を表しています:
ΔTf =Kf × m.
Tf はこの式の凝固点降下です。
凝固点定数 (Kf)
溶質の濃度によって凝固点降下が決まります。溶液の濃度は、次のように定義されるモル濃度によって測定されます:
モル濃度 =溶媒のソルテキログラムのモル
溶液のモル濃度は、文字 m で示されます。溶媒 1 kg あたりの溶質のモル数は、モル濃度として知られています。しかし、今では、モル濃度は以下によって決定されることが理解されています:
M =(1000 × w2) ÷ (w1 × M2).
このシナリオでは、
溶質のモル質量は M2 で、その重量は w2 です。
溶媒の重量は w1 です。
したがって、
「凝固点降下」という用語は次のように定義されています:
ΔTf =(Kf × 1000 × w2) ÷ (w1 × M2).
その結果、式は次のようになります:
M2 =(Kf × 1000 × w2) ÷ (w1 × ΔTf).
溶質の分子量はこのようにして計算されます。
沸点上昇
特定の溶質が溶媒に導入されると、溶媒の沸点が上昇します。不揮発性溶質でなければなりません。溶液の溶質のモル濃度と沸点の上昇は正比例します。
Tb =Kbm =(1000 w2) (w1 M2)。
その結果、沸点の上昇は次のように示されます:
ΔTb =(Kb × 1000 × w2) ÷ (w1 × M2).
その結果、溶質の分子量は次のようになります:
M2 =(Kb × 1000 × w2) ÷ (w1 × △Tb).
結論
集合特性の重要な要素は、存在する溶質粒子の数のみに依存することです。各集合プロパティの定義の意味は、それらが互いに正確に関連付けられているということです。したがって、これらの集合体の一方のプロパティのみが測定される場合、もう一方のプロパティも同様に計算できます。希薄溶液のこれらの集合特性は非常に重要です。プロパティは、分子量と溶解物質の重量を見つけるための便利な方法を提供します。希薄溶液では、主にこれらの集合特性を観察します。
