Le distributeur de glace rotatif ajoute toujours du sel de table aux glaçons lors de la fabrication de rouleaux de glace. Savez-vous pourquoi cela a été fait? Examinez-le, l'ajout de sel est destiné à ce que les glaçons ne fondent pas rapidement étant donné que la fabrication de glace en rotation nécessite une température froide pendant un certain temps. Cet événement peut être expliqué dans le concept de la nature colligative de la solution.
Alors, qu'entend-on par la nature colligative de la solution? La nature colligative d'une solution est un composant qui dépend du nombre de particules de soluté présentes dans la quantité de solvant dans certaines conditions. Cette nature colligative ne dépend pas des propriétés et de l'état de chaque particule. Comme on le sait, la solution se compose d'un soluté et d'un solvant, où l'eau est le meilleur solvant et est souvent utilisée et est connue comme aqueuse.
Lorsqu'une solution est formée, les propriétés chimiques du soluté ne changeront pas radicalement, mais ses propriétés physiques changeront radicalement. Les changements de propriétés physiques qui sont des propriétés colligatives comprennent une augmentation du point d'ébullition (ΔTb), une diminution de la pression de vapeur (ΔP), de la pression osmotique (π) et une diminution du point de congélation (ΔTf).
Chute de la pression de vapeur
Si le soluté est non volatil (non volatil; la pression de vapeur ne peut pas être mesurée), la pression de vapeur de la solution sera toujours inférieure à la pression de vapeur du solvant volatil pur. Cela peut être illustré par la formule:
ΔP = P0 - P
ΔP = X t x P0
P = P0 x X n
Information :
ΔP = chute de pression de vapeur (atm)
P0 = pression de vapeur saturée du solvant pur (atm)
P = pression de vapeur saturée de la solution (atm)
X t = mo fraction de soluté
X p = fraction molaire de solvant
Augmentation du point d'ébullition
Le point d'ébullition est la température à laquelle la pression de vapeur du liquide devient égale à la pression atmosphérique. L'ajout d'un soluté non volatil dans un solvant entraîne une diminution de la pression de vapeur.
(Lire aussi: Caractéristiques importantes des cellules électrochimiques et de leurs séries)
La solution formée doit être chauffée à une température plus élevée, de sorte que la pression de vapeur soit égale à la pression atmosphérique. Par conséquent, le point d'ébullition d'une solution est supérieur à celui d'un solvant pur.
La différence entre les points d'ébullition de la solution et du solvant pur est appelée augmentation du point d'ébullition. Cela peut être formulé comme suit:
ΔTb = point d'ébullition de la solution - point d'ébullition du solvant
ΔTb = kb xm
Information :
ΔTb = augmentation du point d'ébullition de la solution (0C)
Kb = augmentation constante du point d'ébullition molaire (0C / molal)
m = molalité du soluté (grammes)
Point de congélation
Le point de congélation est la température à laquelle les liquides et les solides d'une substance ont la même pression de vapeur. L'ajout d'un soluté à un solvant peut provoquer une baisse de la pression de vapeur. La courbe de température de la pression de vapeur de la solution se situe en dessous de la courbe du solvant pur. Par conséquent, le point de congélation d'une solution est inférieur au point de congélation d'un solvant pur. Où, la formule pour abaisser le point de congélation est:
ΔTf = point de congélation du solvant - point d'ébullition de la solution
ΔTf = kf xm
Information :
ΔTf = diminution du point de congélation de la solution (0C)
Kf = constante de chute du point de congélation molaire (0C / molal)
Pression d'osmose
La pression minimale qui empêche l'osmose est appelée pression osmotique. Lorsque deux solutions différentes sont séparées par une membrane semi-perméable (une membrane qui ne peut être passée qu'à travers des particules de solvant mais pas des particules de soluté), alors le phénomène d'osmose se produit. La formule de la pression osmotique est: π = M x R x T
Information :
Π = pression osmotique (atm)
R = pression de gaz (0,0082 atm L / mol K)
T = température (K)
M = molarité (molaire)
