ხსნარების კოლიგატიური თვისებების განხილვის კითხვების მაგალითები

ხსნარების კოლიგატიური თვისებების განხილვის კითხვების მაგალითები

ხსნარების კოლიგაციური თვისებები არის თვისებები, რომლებიც დამოკიდებულია მხოლოდ ხსნარში გახსნილი ნივთიერების ნაწილაკების რაოდენობაზე და არა გახსნილი ნივთიერების ტიპზე ან ბუნებაზე. კოლიგაციური თვისებების ოთხი ძირითადი ტიპი არსებობს: ორთქლის წნევის შემცირება, დუღილის ტემპერატურის აწევა, გაყინვის ტემპერატურის დაწევა და ოსმოსური წნევა. ამ სტატიაში განვიხილავთ რამდენიმე მაგალითს და განვიხილავთ ხსნარების თითოეულ კოლიგაციურ თვისებას.

1. ორთქლის წნევის შემცირება (რაულის კანონი)

პრობლემების მაგალითი:
გახსენით 18 გრამი შარდოვანა (NH2CONH2) 200 გრამ წყალში. როგორ შემცირდება ხსნარის ორთქლის წნევა, თუ სუფთა წყლის ორთქლის წნევა გარკვეულ ტემპერატურაზე 23.8 mmHg-ია? (შარდოვანას მოლური მასა = 60 გ/მოლ)

დისკუსია:
ორთქლის წნევის შემცირების გამოსათვლელად, უნდა გამოვთვალოთ გახსნილი ნივთიერების მოლური წილი.

1. გამოთვალეთ შარდოვანას მოლების რაოდენობა:
\[
შარდოვანას მოლების რაოდენობა = \frac{18 \text{გ}}{60 \text{გ/მოლ}} = 0.3 \text{მოლ}
\]

2. გამოთვალეთ წყლის მოლების რაოდენობა:
\[
წყლის მოლური მასა = 18 გ/მოლ
\]
\[
წყლის მოლების რაოდენობა} = \frac{200 \text{ გ}}{18 \text{ გ/მოლ}} = 11.11 \text{ მოლ}
\]

3. გამოთვალეთ გახსნილი ნივთიერების მოლური წილი:
\[
x_{\text{შარდოვანა}} = \frac{0.3 \text{მოლი}}{0.3 \text{მოლი} + 11.11 \text{მოლი}} = 0.0265
\]

4. ორთქლის წნევის შემცირება:
\[
დელტა P = P_0 x_{\text{შარდოვანა}} = 23.8 მმ.ვწყ.სვ.} \ჯერ 0.0265 = 0.63 მმ.ვწყ.სვ.
\]

2. დუღილის წერტილის აწევა

პრობლემების მაგალითი:
რა არის 1 მოლ NaCl/კგ წყლის შემცველი ხსნარის დუღილის წერტილის აწევა? წყლისთვის Kf არის 0.52 °C/მ.

დისკუსია:
ხსნარში NaCl დისოცირდება 2 იონად (Na+ და Cl-), ამიტომ ვან 'ტ ჰოფის კოეფიციენტი (i) 2-ის ტოლია.

1. გამოთვალეთ ხსნარის მოლარობა (მ):
\[
m = \frac{1 \text{მოლი}}{1 \text{კგ}} = 1 \text{მ}
\]

2. დუღილის წერტილის აწევა:
\[
დელტა T_b = i K_b m = 2 0.52 °C/მ² 1 მ = 1.04 °C
\]

ამრიგად, ხსნარის დუღილის წერტილი იზრდება 1.04°C-ით.

3. გაყინვის წერტილის დეპრესია

პრობლემების მაგალითი:
გამოთვალეთ 0.5 მოლ გლუკოზის (C6H12O6) შემცველი ხსნარის გაყინვის წერტილის დაწევა/კგ წყალზე. წყლისთვის Kf უდრის 1.86 °C/მ²-ს.

დისკუსია:
გლუკოზა ხსნარში არ დისოცირდება, ამიტომ ვან-ტ-ჰოფის ფაქტორი (i) 1-ის ტოლია.

1. გამოთვალეთ ხსნარის მოლარობა (მ):
\[
m = \frac{0.5 \text{მოლი}}{1 \text{კგ}} = 0.5 \text{მ}
\]

2. გაყინვის წერტილის დეპრესია:
\[
დელტა T_f = i K_f m = 1 1.86 °C/მ² 0.5 მ² = 0.93 °C
\]

ასე რომ, ხსნარის გაყინვის წერტილის დეპრესია 0.93°C-ია.

4. ოსმოსური წნევა

პრობლემების მაგალითი:
გამოთვალეთ 0.1 M შარდოვანას ხსნარის ოსმოსური წნევა 27°C ტემპერატურაზე. (R = 0.0821 L·atm/K·mol)

დისკუსია:
ოსმოსური წნევა (\(\pi\)) შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით:
\[
\pi = MRT
\]

1. ტემპერატურის კელვინებში გადაყვანა:
\[
T = 27 °C + 273.15 = 300.15 K
\]

2. გამოთვალეთ ოსმოსური წნევა:
\[
\pi = 0.1 M\ჯერ 0.0821 L·atm/K·mol}\ჯერ 300.15 K
\]
\[
\pi = 2.461 \text{ატმ}
\]

ასე რომ, ხსნარის ოსმოსური წნევაა 2.461 ატმ.

დასკვნა

ხსნარების კოლიგაციური თვისებები მარტივ, მაგრამ ძლიერ წარმოდგენას გვიქმნის იმის შესახებ, თუ როგორ იქცევიან ხსნარები გახსნილი ნივთიერების ნაწილაკების რაოდენობის მიხედვით. ზემოთ მოყვანილი მაგალითების საშუალებით შეგვიძლია გავიგოთ, თუ როგორ გამოვთვალოთ ხსნარის ორთქლის წნევის დაწევა, დუღილის წერტილის აწევა, გაყინვის წერტილის დაწევა და ოსმოსური წნევა. იმედია, ეს განმარტებები და მაგალითები სასარგებლო იქნება ხსნარების კოლიგაციური თვისებების კონცეფციისა და მათი ყოველდღიურ ცხოვრებაში, სამრეწველო პროცესებსა და სამეცნიერო კვლევებში გამოყენების გასაგებად.