화학자이자 철학자 인 Friedrich Wilhelm Ostwald는 1891 년에“Colligative Properties”라는 용어를 만들어 냈습니다.
우리는 공동 속성이 입자의 성질에 의해 존재하지 않는 입자 (분자 또는 원자)의 양에 의해 물질의 품질이라고 결정할 수있다. 협력 특성의 두 가지 예는 이상적인 가스의 압력과 용해 된 입자로 인한 용매의 동결 지점의 하강입니다.
"Colligative"라는 단어는 라틴어 "Colligatus"에서 파생되며, 이는 "함께 묶거나 함께 묶어야한다"는 것을 의미합니다. 공동 특성은 용액의 특성이 용액의 용질 농도와 어떻게 관련되어 있는지를 보여주기 때문에 솔루션을 정의 할 때 유용합니다.
협력 특성을 의미하는
화학 용액은 용질 입자의 화학적 동일성보다는 용질의 입자와 용매의 입자에 의해 결정된 협업 특성을 갖는다. 반면에, 협업 특성은 용매의 유형에 의존한다.
4 개의 공동 특성은 동결 지점 우울증, 끓는점 상승, 증기 압력 감소 및 삼투압입니다.
공동 특성은 모든 솔루션에 적용됩니다. 그러나,이를 결정하는 데 사용 된 방정식은 휘발성 용매에 용해 된 이상적이거나 약한 비 휘발성 용질 용액에만 적용됩니다. 휘발성 용질에 대한 공동 특성을 계산하려면보다 진보 된 공식이 필요합니다. 공동 속성의 규모는 용질의 몰 질량과 반비례합니다.
Colligative Properties 예제
물 컵에 소금 한 덩어리를 첨가하면 온도에서 얼어 붙고 온도가 높고 증기 압력이 낮으며 삼투압을 변화시킵니다. 공동 특성은 일반적으로 비 휘발성 용질과 관련이 있지만 휘발성 용질에 미치는 영향을 관찰 할 수 있습니다.
알코올 (휘발성 액체)을 물과 혼합하면 동결 지점은 순수한 알코올 또는 순수한 물에 대한 예상 값 아래로 떨어집니다. 결과적으로 알코올 음료는 가정용 냉동고에서 거의 얼지 않습니다.
공동 특성의 작업
용해 된 입자는 용액을 생성하기 위해 용질을 도입 할 때 액체 상 용매의 일부를 대체합니다. 이 거동은 부피 단위당 용매 농도를 낮 춥니 다.
희석 용액에서 종류가 아닌 입자의 수는 중요합니다. 예를 들어, 완전히 용해되는 CaCl2는 칼슘 및 염화물 입자를 제공하는 반면, 완전히 용해되는 NaCl은 단지 두 개의 입자 (나트륨 이온 및 염화물 이온)를 생성합니다.
테이블 소금은 염화 칼슘보다 협력 특성에 더 큰 영향을 미칩니다. 따라서 염화 칼슘은 일반적인 소금보다 저온에서 더 효율적인 탈 생선 제입니다.
공동 특성
다른 유형의 공동 속성은 다음과 같습니다.
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동결 지점 우울증
솔루션 동결 지점은 순수한 용매의 동결 지점보다 낮습니다. 동결 지점의 하강은 용질의 몰과 관련이 있습니다.
설탕, 소금, 알코올 또는 기타 물질을 녹일 때 물의 동결 지점은 낮아집니다. 온도 변화의 양은 용매에 따라 다르지만 물을 제외하고는 효과가 작동합니다.
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비등점 고도
액체의 끓는 계수는 증기 변형이 주변 변형률과 같은 온도입니다.
우리는 천연 용매에 비 휘발성 액체를 첨가하면 용액의 증기 변형이 감소한다는 것을 알고 있습니다. 증기 변형을 주변 변형률과 동일하게 만들기 위해 용액의 온도를 높여야합니다.
끓는 계수의 상승은 용액의 끓는 계수와 천연 용매 사이의 차이를 나타냅니다.
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증기 압력 하강 :
천연 용매에서, 용매의 분자는 전체 바닥을 차지한다. 용매에 비 휘발성 용질을 첨가 할 때 바닥에는 용질 및 용매 분자가 모두 포함되어 바닥을 뒤덮는 용매 분자의 수를 감소시킵니다.
용액의 증기 변형은 반응의 증기 변형이 순전히 용매에 기인하기 때문에 동일한 온도에서 천연 용매의 변형보다 작습니다.
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삼투압 :
용액과 용매 사이에 반 투과성 막을 배치하면 용매 분자는 막을 통과하여 용액으로 들어가 부피를 증가시킵니다. 가장 효과적인 용매 분자는이 반 투과성 장벽을 가로 질러 지나갈 수 있지만 용질과 같은 더 큰 분자는 할 수 없습니다.
용액의 삼투압은 용질의 어금니 농도에 비례합니다. 결과적으로 용액의 삼투압이 높을수록 용매에 용질이 용해됩니다.
Van't Hoff 방정식은 삼투압과 용질 농도의 관계를 설명합니다.
결론
Ostwald는 세 가지 다른 유형의 용질 특성을 가정했습니다 :
- 공동 특성은 전적으로 용질의 농도와 온도에 의존합니다. 그들은 용질 입자의 성질에 영향을받지 않습니다.
- 구성 입자의 총 품질은 용질의 화학적 구성에 의존하는 부가 적 특성을 결정합니다. 질량은 예를 들어 첨가제 속성입니다.
- 용질의 분자 구조는 헌법 적 특성을 결정합니다.
