Híg oldatok törvényei. Kolligatív tulajdonságok

Híg oldatok törvényei. Kolligatív tulajdonságok

• Nem illékony oldott anyagot tartalmazó oldatok speciális ún. kolligatív tulajdonságai:

– Az oldat feletti egyensúlyi parciális nyomás (ún. tenzió) csökkenésének mértéke: p

– Az oldat fagyáspontjának csökkenése: T^fagy – Az oldat forráspontjának emelkedése: T^forr – Az oldat ozmotikus nyomásának mértéke: 

• Kolligatív tulajdonságok:

Az oldott részecskék összmolszámával, összkoncentrációval egyenesen arányos, de az oldott anyag mibenlététől (pl.

glükóz, avagy karbamid, sít.) független tulajdonságok.

Felhasználásuk: Egyféle oldott anyag esetén  molkoncentrációmérés  moltömegmérés

• Hígoldatok, mivel az egyenes arányosság szigorúan csak kis koncentrációk esetén teljesül.

Az oldott anyag molszámát tartalmazó oldatkoncentráció egységek

• Moláris koncentráció:

• Moltört:

• Molalitás:

3 i

i

n az oldott anyag moljainak száma mol c V az oldat teljes térfogata dm

 

    

 

1

i N i

i i

az adott oldott komponens moljainak száma n

x az oldatban található összes molok száma n



 

 

 

 

 

 





 

 

  

 

M i

i

oldószer

n az oldott anyag moljainak száma

c m az oldószer tömege

mol oldott anyag kg oldószer

Az oldatok feletti eredő telítettgőznyomás ideális és nem ideális oldatokra

• Illékony oldott anyag esetén (ideális oldat) az eredő nyomás a moltörtek (x_A, x_B, ahol x_A+x_B=1) arányában tevődik össze a tiszta oldószer és az oldott anyag telített gőznyomásának értékeiből (p_A, ill. p_B) :

• Ha B nem-illékony oldott anyag, akkor p_B igen kicsi és x_Bp_B elhanyagolható az oldószertől származó nyomásrész (x_Ap_A) mellett:

• A tiszta oldószerhez képest észlelhető gőznyomás- (tenzió-) csökkenés mértéke éppen arányos lesz a B nem-illékony

anyag moltörtjével (Raoult-törvénye, ilyen nem-ideális, híg oldatokra):

A A B B

p  p x  p x

(1 )

    

oldat A A A B A A B

p p x p x p p x

(1 )

A oldat A A B A B

p p p p p x p x

      

Telítettgőznyomás-(tenzió-)csökkenés nemideális oldatokra

• A Raoult-féle tenziócsökkenés következményei egyaránt:

• mind az oldat fagyáspontjának csökkenése:

 T

• mind

forráspontjának emelkedése:

 T

Az oldatok fagyáspontjának csökkenése és forráspontjának emelkedése:

• Egy c^M molalitású oldat

fagyáspontjának csökkenése:

 T

=c

 T

,ahol TMfagy,oldószer az oldószer molális fagyáspont-

csökkenése.

• Egy c^M molalitású oldat

forráspontjának emelkedése:

 T

=c

 T

,ahol TMforr,oldószer az oldószer molális forráspont-emelkedése.

Az oldatok fagyáspontjának csökkenése és forráspontjának emelkedése:

Oldó- szer

Képlete Olvadás- pont (°C)

Forrás-

pont (°C) T_M^fagy (°C/m)

T_M^forr (°C/m) Ecetsav CH₃COOH 16,6 118,5 3,59 3,88

Benzol C₆H₆ 5,455 80,2 5,065 2,61

Kámfor C₁₀H₁₆O 179,5 - 40 -

Szén-

diszulfid CS₂ - 46,3 - 2,40

Ciklo- hexán

C₆H₁₂ 6,55 80,74 20,0 2,79

Etanol C₂H₅OH - 78,3 - 1,07

Víz H₂O 0,000 100,00 1,858 0,521

Az oldatok fagyáspont-csökkenésének gyakorlati jelentősége

• Utak sózása télen (a sóoldat fagyáspontja kisebb mint 0°C)

• Só és jég hűtőkeverékek a hűtőberendezésekben

• Fagyálló hűtővíz a gépkocsi motorokhoz (glikol, glicerin)

Az ozmózis, az ozmózis nyomás

jelensége féligáteresztő membránoknál

• Féligáteresztő

képességű membránok (celofán, sejthártya,

dialízis membrán)

• A töményebb oldatot tartalmazó oldalon a koncentrációk

kiegyenlítődésére való

törekvés miatt spontán

hígulás kezdődik.

Az ozmózis, az ozmózis nyomás

jelensége féligáteresztő membránoknál

• A töményebb oldatot tartalmazó oldalon a spontán hígulást csak a folyadék oszlop súlyából eredő nyomás (ozmotikus nyomás, ) képes

kompenzálni.

•  = c RT, ahol a moláris koncentráció, [az

egyetemes gázállandó analógiájára:

p = (n/V) RT =c RT]

Az ozmózis, az ozmózis nyomás gyakorlati jelentősége

• Mikrobák sejtlízise igen híg, vagy igen tömény cukor vagy sóoldatokban

• Infúzió fiziológiás ozmózisnyomású sóoldattal

De aktív transzport is működtethető az állandó hígulás, vízbeáramlás

elkerülésére, pl. a szem híg csarnokvize ellen a

szaruhártya és a szivárványhártya

sejtjeinek védelme érdekében