OLDATOK KOLLIGATÍV TULAJDONSÁGAI 2005. 09. 28. OLDATOK KOLLIGATÍV TULAJDONSÁGAI

Fázisdiagramok A fázisdiagramok az anyag szilárd, folyadék, gőz halmazállapot körülményeit összegzi. A területeket elválasztó vonalak mentén a két fázis egyensúlyban van. A hármaspontban mind a három halmazállapot egyensúlyban van. Kritikus pont: ahol a folyadék-gőz fázishatár eltűnik.

Híg oldatok törvényei A híg oldatok rendelkeznek bizonyos tulajdonságokkal, amelyek csak az oldott részecskék koncentrációjától, és nem az anyagi minőségtől függenek. A nem elektrolitok közös, anyagi minőségtől független tulajdonságai: gőznyomás csökkenés forráspont emelkedés fagyáspont csökkenés ozmózis nyomás

Gőznyomás csökkenés Ha az oldott anyag nem illékony, akkor az oldat gőznyomása kisebb lesz, mint a tiszta oldószeré. Az oldat (A) gőznyomása az oldószer (B) moltörtjével (X) és a tiszta állapotban mért gőznyomással (P0) arányos. A Raoult-törvény fogalmazza meg: Poldat = XAP0A Poldat az oldat gőznyomása XA az oldószer móltörtje P0A a tiszta oldószer gőznyomása

P =P0A-Poldat =P0A-(P0A-XBP0A) A tiszta oldószer moltörtje mindig 1-nél kisebb, vagyis a fenti egyenletből következve az oldat gőznyomása is kisebb a tiszta oldószer gőznyomásánál. A két gőznyomás közötti különbséget könnyen kiszámíthatjuk: XA+XB=1 Poldat = XAP0A =(1-XB)P0A P =P0A-Poldat =P0A-(P0A-XBP0A) P =XBP0A

Forráspont emelkedés Az oldatokban az oldószer molekulák és az oldott anyag részecskéi között kölcsönhatás alakul ki. Emiatt csökken az oldat feletti gőztérbe kikerülő oldószer molekulák száma, s csökken az oldat felett a gőznyomás. A nem illékony anyagot tartalmazó oldatok gőznyomása mindig kisebb, mint a tiszta oldószer gőznyomása. Ha csökken az oldat fölött a tenzió, akkor az oldatot tovább kell melegítenünk, hogy elérjük az adott gőznyomást, vagyis magasabb hőmérsékleten forr az oldat. Az oldat forráspontja mindig magasabb a tiszta oldószer forráspontjánál.

Fagyáspont csökkenés Fagyásponton a szilárd fázis és a folyadék fázis gőznyomásának egyenlőnek kell lennie. Mivel az oldat gőznyomása kisebb, mint a tiszta oldószeré, az oldat tenziója csak alacsonyabb hőmérsékleten lehet egyenlő a szilárd fázis gőznyomásával. Tehát az oldat fagyáspontja mindig alacsonyabb a tiszta oldószer fagyáspontjánál.

Raoult szerint a fagyáspont csökkenés és a forráspont emelkedés a koncentráció függvénye. Az oldat gőznyomás csökkenése csak az oldott anyag mennyiségének függvénye és független az oldott anyag minőségétől. Kolligatív tulajdonságok: Azokat a tulajdonságok, amelyek az oldott anyag móljainak számával arányosak, de függetlenek az oldat minőségétől.

Ha az oldószer 1000 grammjában mólnyi mennyiségű anyag van oldva, az oldat fagyáspont csökkenése és forráspont emelkedése az oldott anyag minőségétől független érték. Ezt molális fagyáspont csökkenésnek (Kfagyp) illetve molális forráspont emelkedésnek (Kforrp) nevezzük. tfagyp= KfagypcR tforrp=KforrpcR ahol Kfagyp és Kforrp az oldószer anyagi minőségére jellemző állandók.

Ozmózis Szemipermiábilis (féligáteresztő) hártyák: Azok a membránok, amelyek a kisméretű - többnyire semleges - molekulákat átengedik, de a nagyobb méretű molekulákat, ionokat nem. (pl. a természetben előforduló növényi, állati sejtfalak, cellulóz.) A szemipermiábilis hártya megakadályozza a szolvatált ionok átjutását.

Ozmózis Az a jelenség, amikor az oldatot az oldószertől szemipermiábilis hártyával választjuk el, s a diffúzió révén a koncentráció kiegyenlítése indul meg. A féligáteresztő hártya pórusain az oldószer molekulák haladnak át az oldat felé.

A folyamat addig tart, amíg az oldat megemelkedett folyadékszintjének hidrosztatikus nyomása a további ozmózist megakadályozza. Evvel beáll az egyensúlyi állapot, vagyis ugyanannyi oldószer molekula lép az oldatba mint amennyi távozik.

i van’t Hoff koefficiens T hőmérséklet R a gázállandó n mólok száma. Az oldat ozmózis nyomása az a nyomás, amely az oldószer molekulák átjutását képesek membránon megakadályozni. Az oldószer és az oldat között kialakuló folyadék magasság különbség (h), a folyadék sűrűsége () és a nehézségi gyorsulás (a) ismeretében kiszámítható az ozmózis nyomás ():  = ha V = nRT  = cRT  = icRT i van’t Hoff koefficiens T hőmérséklet R a gázállandó n mólok száma. http://www.wwnorton.com/chemistry/overview/ch5.htm#osmotic_pressure

Az ozmózis nyomás - a forráspont emelkedéshez és a fagyáspont csökkenéshez hasonlóan - az oldatban levő molekulák számától függ és független az anyagi minőségtől, vagyis az oldat kolligatív tulajdonsága.

a. izotóniás ( a sejt változatlan marad) b. hipotóniás (megduzzad) c. hipertóniás (összetöpörödik)