Ерітінділердің коллигативтік қасиеттерін талдаңыз

Ерітінділер— кем дегенде екі құрамдас бөліктерден тұратын гомогенді (біртекті) жүйелер.

Бір затта екінші зат ерігенде еріткіштің де еріген заттың да қасиеттері өзгереді. Ерітінділердің коллигативтік қасиеттеріне осмос, ерітінділер буының қысымы, ерітінділердің қату және қайнау температуралары жатады.

Осмос. Ерітінділердің оның ішінде сұйық ерітінділердің қасиеттерін зерттегенде, ол ерітіндідегі заттың газ күйіне өте ұқсас болып келеді. Газдардың негізгі қасиеті-диффузия арқылы мейлінше кең көлем алуға тырысуы. Бұл қасиет еріген затта да болады.Мысалы, бір ыдысқа қанттың концентрленген ерітіндісін және оның үстіне араласып кетпейтиндей етип сол қанттың сұйытылған ерітіндісін құяды.Бұл жағдайда екі жақты диффузия болады,яғни қант молекулалары концентрленгген ерітіндіден сұйытылған ерітіндіге, ал су молекулалары керісінше сұйық ерітіндіден конц.ерітіндіге диффузияланады.Біраз уақыт өткен соң қанттың да, судың да молекулалары әбден араласып біркелкі орналасып,ерітінді біртектіге айналады.

Енді су молекулаларын өткізетін, ал одан ірірек қант молекулаларын өткізбейтін түбі жартылай өткізгіштен тұратын ыдысқа қант ерітіндісін құйып, осы ыдысты ішіндегі ерітіндісімен таза су құйылған екінші кеңірек ыдысқа қойса, біржақты диффузияланады. Осындай шала өткізгіш арқылы болатын біржақты диффузияны осмос (гр. Осмос-итеру, басу)деп атайды Осмос туғызатын күшті ерітіндіні осмос қысымы деи атайды. Осмос қысымы ерітінді концентрациясына,температурасына тәуелді.1886 жылы Вант – Гофф,бұл тәуелділік,бұрын газдарға қолданылып жүрген Бойль-Мариот пен Гей-Люссак заңдарына өте ұқсас екенін тапты: Р_осм = сRT. (с-ерітіндінің мольдік конц., R- универсаль газ тұрақтысы(8,314 Дж/моль град) T-абсолют температура)

Вант – Гофф заңы былай тұжырымдалады: Ерітіндінің осмос қысымы, сол еріген зат газ күйінде болып,осы температурада ерітіндінің көлеміндей көлем алып тұрғандағы туғызатын қысымына тең.

Ерітінділер буының қысымы.Ерітінділердің бетіндегі буының қысымы сумен(еріткішпен) салыстырғанда едәуір төмен болуы-ерітінділердің негізгі қасиеттерінің бірі.

Әрбір сұйық белгілі температурада бетіндегі буымен тепе-теңдікте болады, яғни оның бетінен үзіліп шығып буға айналатын молекулалар саны будан қайтып сұйыққа қонатын молекулалар санына тең болады.1887 жылы француз физигі рауль толып жатқан ерітінділермен жұмысжасай келе мынадай заң ашады: электролит емес заттардың сұйық ерітінділерінің буының қысымының кемуі, еріткіштің кесімді мөлшерінде еріген заттың мөлшеріне пропорционал.

Егер таза еріткіштің бу қысымы Р деп, ерітіндінікін Р₁ десек, онда Р-Р₁ бу қысысмының кемуін көрсетеді(оны Р деп белгілесе де болады). Енді еріген заттың моль санын n деп, еріткіштің моль санын N десек, Рауль заңы былай өрнектеледі: ∆Р = Р n/N. Рауль заңына тек бейэлектролит ерітінділері ғана бағынады.

Ерітінділердің қату және қайнау температуралары.Әрбір таза заттың өзіне тән қату және қайнау температуралары болады. Судың қату температурасы дегеніміз оның сұйық және қатты күйлерінде бетіндегі бу қысымдары біріне бірі тең болатын температура. 0^оС –та мұз бен судың бетіндегі буының қысымы тең болады. Сондықтан 0^оС таза судың қату температурасы. Сұйықтықтың қайнау температурасы дегеніміз сұйық бетіндегі буының қысымы сыртқы атмосфералық қысымға теңесетін температура.100градуста су буының қысымы 101,3 кПа, сондықтан 1 атм қысымда ,су 100 градуста қайнайды.

Суда бир затты еріткенде, бу қысымы кемиді. Соның салдарынан 100 градуста ерітінді бетіндегі бу қысымы 101,3 кПа кем болады, оны атмосфералық қысымға жеткізу үшін ерітіндіні 100 градустан жоғары температурада қыздыру керек.сондықтан ерітіндінің қайнау температурасы еріткіштен жоғары болады.

1 моль затты 1000г еріткіште еріткендегі қату температурасының төмендеуі криоскопиялық константасы, ал 1 моль затты 1000г еріткіште еріткендегі қайнау температурасының көтерілуі эбулиоскопиялық константасы деп аталады. Оны Рауль зерттеп, былай өрнектеген: ∆t = Kc (∆t-қату темп.ның төмендеуі,қайнау температурасының көтерілуі, K- криоскопиялық немесе эбулиоскопиялық константа, С-1000г еріткіште еріген заттың моль саны).