Ceisteanna samplacha a phléann airíonna comhcheangailte réiteach
Is airíonna comhcheangailteacha tuaslagán iad airíonna a bhraitheann ar líon na gcáithníní tuaslagáin i dtuaslagán amháin, ní ar chineál ná ar nádúr an tuaslagáin. Tá ceithre phríomhchineál airíonna comhcheangailteacha ann: ísliú brú gaile, ardú fiuchphointe, ísliú reophointe, agus brú osmóiseach. San alt seo, pléifimid roinnt fadhbanna samplacha agus pléifimid gach airí comhcheangailteach tuaslagán.
1. Laghdú ar Bhrú Gaile (Dlí Raoult)
Sampla fadhbanna:
Tuaslaig 18 gram úiré (NH2CONH2) i 200 gram uisce. Cad é an laghdú ar bhrú gaile an tuaslagáin má tá brú gaile uisce íon ag teocht áirithe 23.8 mmHg? (Mais mhólarach úiré = 60 g/mol)
Plé:
Chun an ísliú brú gaile a ríomh, ní mór dúinn codán móil an tuaslagáin a ríomh.
1. Ríomh líon na móil úiré:
\[
Líon na móil úiré = 18 g/60 g/mol = 0.3 mol
\]
2. Ríomh líon na mól uisce:
\[
Mais mhólach uisce = 18 g/mol
\]
\[
Líon na mól uisce = 200 g/18 g/mol = 11.11 mol
\]
3. Ríomh codán móil an tuaslagáin:
\[
x_{\text{úiré}} = \frac{0.3 \text{ móil}}{0.3 \text{ móil} + 11.11 \text{ móil}} = 0.0265
\]
4. Laghdú ar bhrú gaile:
\[
ΔP = P₁ x úiré = 23.8 mmHg × 0.0265 = 0.63 mmHg
\]
2. Airde Fiuchphointe
Sampla fadhbanna:
Cad é airde fiuchphointe tuaslagáin ina bhfuil 1 mol NaCl/kg uisce? Is é 0.52 °C/m an Kf d'uisce.
Plé:
Díscaoileann NaCl i dtuaslagán ina 2 ian (Na+ agus Cl-), mar sin is é 2 fachtóir van 't Hoff (i).
1. Ríomh mólacht an tuaslagáin (m):
\[
m = \frac{1 \text{ mol}}{1 \text{ kg}} = 1 \text{ m}
\]
2. Airde fiuchphointe:
\[
ΔTb = i Kb m = 2 0.52 °C/m 1 m = 1.04 °C
\]
Mar sin, is é 1.04 °C an méadú ar fhiuchphointe an tuaslagáin.
3. Dúlagar Reophointe
Sampla fadhbanna:
Ríomh an ísliú reophointe i dtuaslagán ina bhfuil 0.5 móil glúcóis (C6H12O6)/kg uisce. Is é 1.86 °C/m an Kf d'uisce.
Plé:
Ní dhíscaoileann glúcós i dtuaslagán, mar sin is é 1 fachtóir van 't Hoff (i).
1. Ríomh mólacht an tuaslagáin (m):
\[
m = \frac{0.5 \text{ mol}}{1 \text{ kg}} = 0.5 \text{ m}
\]
2. Ísealphointe reoite:
\[
ΔTf = i Kf m = 1 1.86 °C/m 0.5 m = 0.93 °C
\]
Mar sin, is é 0.93 °C ísliú reophointe an tuaslagáin.
4. Brú Osmóiseach
Sampla fadhbanna:
Ríomh an brú osmóiseach i dtuaslagán úiré 0.1 M ag 27 °C. (R = 0.0821 L·atm/K·mol)
Plé:
Is féidir brú osmóiseach (\(\pi\)) a ríomh ag baint úsáide as an bhfoirmle:
\[
π = MRT
\]
1. Tiontaigh an teocht go Ceilbhín:
\[
T = 27 °C + 273.15 = 300.15 K
\]
2. Ríomh an brú osmóiseach:
\[
Pi = 0.1 M × 0.0821 L atm/K mol × 300.15 K
\]
\[
π = 2.461 atm
\]
Mar sin, is é 2.461 atm brú osmóiseach an tuaslagáin.
Conclúid
Tugann airíonna comhcheangailte tuaslagán léargas simplí ach cumhachtach ar an gcaoi a n-iompraíonn tuaslagáin bunaithe ar líon na gcáithníní tuaslagáin. Trí na samplaí thuas, is féidir linn tuiscint a fháil ar conas ísliú brú gaile, ardú fiuchphointe, ísliú reophointe, agus brú osmóiseach tuaslagáin a ríomh. Tá súil againn go mbeidh na mínithe agus na samplaí seo ina gcabhair chun tuiscint a fháil ar choincheap airíonna comhcheangailte tuaslagán agus a bhfeidhmeanna sa saol laethúil, i bpróisis thionsclaíocha, agus i dtaighde eolaíoch.
