Définition des propriétés colligatives
Les propriétés colligatives sont des propriétés de solutions qui dépendent du nombre de particules dans un le volume de solvant (la concentration) et non sur la Masse ou l'identité du soluté particules. Les propriétés colligatives sont également affectées par la température. Le calcul des propriétés ne fonctionne parfaitement que pour des solutions idéales. En pratique, cela signifie que les équations des propriétés colligatives ne doivent être appliquées que pour diluer des solutions réelles lorsqu'un soluté non volatil est dissous dans un solvant liquide volatil. Pour tout rapport massique soluté / solvant donné, toute propriété colligative est inversement proportionnelle à la masse molaire du soluté. Le mot "colligative" vient du mot latin colligatus, ce qui signifie «lié ensemble», se référant à la façon dont les propriétés d'un solvant sont liées à la concentration de soluté dans une solution.
Fonctionnement des propriétés colligatives
Lorsqu'un soluté est ajouté à un solvant pour faire une solution, les particules dissoutes déplacent une partie du solvant dans la phase liquide. Cela réduit la concentration du solvant par unité de volume. Dans une solution diluée, peu importe ce que sont les particules, juste combien elles sont présentes. Ainsi, par exemple, la dissolution de CaCl
2 produirait complètement trois particules (un ion calcium et deux ions chlorure), tandis que la dissolution du NaCl ne produirait que deux particules (un ion sodium et un ion chlorure). Le chlorure de calcium aurait un plus grand effet sur les propriétés colligatives que le sel de table. C'est pourquoi le chlorure de calcium est un agent de déglaçage plus efficace à des températures plus basses que le sel ordinaire.Quelles sont les propriétés colligatives?
Exemples de propriétés colligatives: la pression de vapeur abaissement, Abaissement du point de congélation, pression osmotique, et élévation du point d'ébullition. Par exemple, l'ajout d'une pincée de sel dans une tasse d'eau fait geler l'eau à une température inférieure à celle normalement, bouillirait à une température plus élevée, aurait une pression de vapeur plus faible et changerait sa pression osmotique. Bien que les propriétés colligatives soient généralement prises en compte pour les solutés non volatils, l'effet s'applique également aux solutés volatils (bien qu'il puisse être plus difficile à calculer). Pour exemple, l'ajout d'alcool (un liquide volatil) à l'eau abaisse le point de congélation en dessous de celui habituellement observé pour l'alcool pur ou l'eau pure. C’est pourquoi les boissons alcoolisées Geler dans un congélateur domestique.
Équations de dépression du point de congélation et d'élévation du point d'ébullition
La dépression du point de congélation peut être calculée à partir de l'équation:
ΔT = iKFm
où
ΔT = Variation de température en ° C
i = facteur van 't Hoff
KF = constante de dépression du point de congélation molaire ou constante cryoscopique en ° C kg / mol
m = molalité du soluté en mol de soluté / kg de solvant
L'élévation du point d'ébullition peut être calculée à partir de l'équation:
ΔT = Kbm
où
Kb = constante ébullioscopique (0,52 ° C kg / mol pour l'eau)
m = molalité du soluté en mol de soluté / kg de solvant
Les trois catégories de propriétés de soluté d'Ostwald
Wilhelm Ostwald a introduit le concept de propriétés colligatives en 1891. Il a en fait proposé trois catégories de propriétés des solutés:
- Les propriétés colligatives ne dépendent que de la concentration et de la température du soluté, et non de la nature des particules de soluté.
- Les propriétés constitutionnelles dépendent de la structure moléculaire des particules de soluté dans une solution.
- Les propriétés additives sont la somme de toutes les propriétés des particules. Les propriétés additives dépendent de la formule moléculaire du soluté. Un exemple de propriété additive est la masse.