ద్రావణాల సహధర్మాలను చర్చించే ఉదాహరణ ప్రశ్నలు

ద్రావణాల సహధర్మాలను చర్చించే ఉదాహరణ ప్రశ్నలు

ద్రావణాల సహసంఘటన ధర్మాలు అనేవి, ద్రావణంలోని ద్రావిత రకం లేదా స్వభావంపై కాకుండా, కేవలం అందులోని ద్రావిత కణాల సంఖ్యపై మాత్రమే ఆధారపడే ధర్మాలు. సహసంఘటన ధర్మాలలో నాలుగు ప్రధాన రకాలు ఉన్నాయి: బాష్ప పీడన తగ్గుదల, బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల, ఘనీభవన ఉష్ణోగ్రత తగ్గుదల, మరియు ద్రవాభిసరణ పీడనం. ఈ వ్యాసంలో, మనం అనేక ఉదాహరణ సమస్యలను చర్చించి, ద్రావణాల యొక్క ప్రతి సహసంఘటన ధర్మాన్ని చర్చిస్తాము.

1. బాష్ప పీడనంలో తగ్గుదల (రౌల్ట్ నియమం)

సమస్యల ఉదాహరణ:
200 గ్రాముల నీటిలో 18 గ్రాముల యూరియా (NH2CONH2) ను కరిగించండి. ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్వచ్ఛమైన నీటి బాష్ప పీడనం 23.8 mmHg అయితే, ఆ ద్రావణం యొక్క బాష్ప పీడనంలో తగ్గుదల ఎంత? (యూరియా మోలార్ ద్రవ్యరాశి = 60 గ్రా/మోల్)

చర్చ:
భాష్ప పీడన తగ్గుదలను లెక్కించడానికి, మనం ద్రావ్యం యొక్క మోల్ భిన్నాన్ని లెక్కించాలి.

1. యూరియా మోల్‌ల సంఖ్యను లెక్కించండి:
\[
యూరియా మోల్‌ల సంఖ్య = 18 గ్రాములు / 60 గ్రాములు/మోల్ = 0.3 మోల్
\]

2. నీటి మోల్‌ల సంఖ్యను లెక్కించండి:
\[
నీటి మోలార్ ద్రవ్యరాశి = 18 గ్రా/మోల్
\]
\[
నీటి మోల్‌ల సంఖ్య = 200 గ్రాములు / 18 గ్రాములు/మోల్ = 11.11 మోల్
\]

3. ద్రావితం యొక్క మోల్ భిన్నాన్ని లెక్కించండి:
\[
x_{\text{urea}} = \frac{0.3 \text{ mol}}{0.3 \text{ mol} + 11.11 \text{ mol}} = 0.0265
\]

4. బాష్ప పీడనంలో తగ్గుదల:
\[
ΔP = P₀ ⋅ x₀₋ₓ₁₂ యూరియా = 23.8 mmHg × 0.0265 = 0.63 mmHg
\]

2. మరిగే స్థానం పెరుగుదల

సమస్యల ఉదాహరణ:
కిలోగ్రాము నీటికి 1 మోల్ NaCl ఉన్న ద్రావణం యొక్క మరిగే స్థానం పెరుగుదల ఎంత? నీటికి Kf 0.52 °C/m.

చర్చ:
ద్రావణంలోని NaCl 2 అయాన్లుగా (Na+ మరియు Cl-) విడిపోతుంది, కాబట్టి వాన్ 'ట్ హాఫ్ కారకం (i) 2.

1. ద్రావణం యొక్క మొలాలిటీని (m) లెక్కించండి:
\[
m = \frac{1 \text{ mol}}{1 \text{ kg}} = 1 \text{ m}
\]

2. మరిగే స్థానం పెరుగుదల:
\[
ΔT_b = i ⋅ K_b ⋅ m = 2 ⋅ 0.52 °C/m ⋅ 1 m = 1.04 °C
\]

కాబట్టి, ద్రావణం యొక్క మరిగే ఉష్ణోగ్రతలో పెరుగుదల 1.04 °C.

3. ఘనీభవన స్థానం తగ్గుదల

సమస్యల ఉదాహరణ:
ప్రతి కిలోగ్రాము నీటికి 0.5 మోల్ గ్లూకోజ్ (C6H12O6) కలిగిన ద్రావణం యొక్క ఘనీభవన స్థాన అవనష్టాన్ని లెక్కించండి. నీటికి Kf 1.86 °C/m.

చర్చ:
గ్లూకోజ్ ద్రావణంలో విఘటనం చెందదు, కాబట్టి వాన్ 'ట్ హాఫ్ కారకం (i) 1 అవుతుంది.

1. ద్రావణం యొక్క మొలాలిటీని (m) లెక్కించండి:
\[
m = \frac{0.5 \text{ mol}}{1 \text{ kg}} = 0.5 \text{ m}
\]

2. ఘనీభవన స్థానం తగ్గుదల:
\[
ΔTf = i ⋅ Kf ⋅ m = 1 ⋅ 1.86 °C/m ⋅ 0.5 m = 0.93 °C
\]

కాబట్టి, ద్రావణం యొక్క ఘనీభవన స్థానం తగ్గుదల 0.93 °C.

4. ద్రవాభిసరణ పీడనం

సమస్యల ఉదాహరణ:
27 °C వద్ద 0.1 M యూరియా ద్రావణం యొక్క ద్రవాభిసరణ పీడనాన్ని లెక్కించండి. (R = 0.0821 L·atm/K·mol)

చర్చ:
ద్రవాభిసరణ పీడనం (\(\pi\)) ను ఈ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు:
\[
π = MRT
\]

1. ఉష్ణోగ్రతను కెల్విన్‌లోకి మార్చండి:
\[
T = 27 °C + 273.15 = 300.15 K
\]

2. ద్రవాభిసరణ పీడనాన్ని లెక్కించండి:
\[
π = 0.1 M × 0.0821 L·atm/K·mol × 300.15 K
\]
\[
π = 2.461 atm
\]

కాబట్టి, ద్రావణం యొక్క ద్రవాభిసరణ పీడనం 2.461 atm.

ముగింపు

ద్రావణాల కొలిగేటివ్ ధర్మాలు, ద్రావిత కణాల సంఖ్య ఆధారంగా ద్రావణాలు ఎలా ప్రవర్తిస్తాయనే దానిపై సరళమైన ఇంకా శక్తివంతమైన అవగాహనను అందిస్తాయి. పై ఉదాహరణల ద్వారా, ఒక ద్రావణం యొక్క బాష్ప పీడన తగ్గుదల, బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల, ఘనీభవన ఉష్ణోగ్రత తగ్గుదల మరియు ద్రవాభిసరణ పీడనాన్ని ఎలా లెక్కించాలో మనం అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఈ వివరణలు మరియు ఉదాహరణలు, ద్రావణాల కొలిగేటివ్ ధర్మాల భావనను మరియు రోజువారీ జీవితం, పారిశ్రామిక ప్రక్రియలు, మరియు శాస్త్రీయ పరిశోధనలలో వాటి అనువర్తనాలను అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడతాయని ఆశిస్తున్నాము.