koligativne osobine rastvora - university of belgrade rac koligativne osobine.pdf · koligativne...
TRANSCRIPT
![Page 1: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/1.jpg)
Koligativne osobine rastvora
• Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne su (relativno) od njegove prirode, nazivaju se koligativne osobine rastvora.
• Koligativne osobine su rezultat prisustva ukupne
količine rastvorka, odnosno, broja njegovih čestica.
Četiri uobičajena tipa koligativnih osobina su • Sniženje napona pare • Sniženje tačke mržnjenja • Povećanje tačke ključanja • Osmotski pritisak
Da bi se razumele koligativne osobine, neophodno je
razmotriti ravnotežu tečnost-para.
![Page 2: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/2.jpg)
Kada je rastvorak dodat rastvaraču, napon pare rastvarača postaje niži nego u slučaju čistog rastvarača!
Rastvorena supstanca NIJE ISPARLJIVA
![Page 3: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/3.jpg)
Međumolekulske interakcije rastvorak – rastvarač dovode do smanjenja napona pare
Rastvorak nije isparljiv – isparava samo rastvarač.
Jače međumolekulske interakcije
Manje molekula rastvarača ima dovoljnu Ek da ih savlada i ispari (nego u čistom rastvaraču)
Smanjenje napona pare
![Page 4: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/4.jpg)
Povišenje tačke ključanja
rastvor
rastvarač
Tk rastvarača Tk rastvora
T
![Page 5: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/5.jpg)
Kvantitativnu vezu izmedju povišenja tačke ključanja i molskog udela rastvorene slabo isparljive supstance daje Raoult-ov zakon.
Neka je A rastvarač, i neka je B slabo isparljiva rastvorna supstanca:
P = xA pAo + xB pB
o
= xA pAo + (1 - xA) pB
o
= pBo + (pA
o - pBo) xA
= xA pAo ( jer je pB
o 0)
P
px
P
px x
A
o A
o
A
o A B1 1
p P
pxA
o
A
o B
P = xA pAo
P/pA
o = xAo
![Page 6: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/6.jpg)
BAA xpPp 00
Sniženje napona pare zavisi samo od molskog udela slabo isparljive komponente!
PA0-P
![Page 7: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/7.jpg)
Povisenje tacke kljucanja
T K bb b
Kb ebulioskopska konstanta, b je molalitet.
![Page 8: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/8.jpg)
Sniženje tačke mržnjenja
rastvarač
rastvor
Tm rastvora Tm rastvarača T
![Page 9: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/9.jpg)
Snizenje tacke mrznjenja
T K bf f
Kf je krioskopska konstanta, b je molalitet.
• Kolika će biti tačka mržnjenja vodenog rastvora koncentracije 1.25 m ako je konstanta Kf = 1.86°C/m
Tf = 1.86°C/m(1.25 m) = 2.32°C
Tf = 0.00 - 2.32 = -2.32°C
![Page 10: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/10.jpg)
Osmotski pritisak
Pojava osmoze (od grčkog - “gurati”) - osmoza je težnja molekula rastvarača (!) da kroz polupropustljivu membranu predju iz redjeg u koncentrovaniji rastvor.
![Page 11: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/11.jpg)
• Difuzija molekula rastvarača iz razblaženijeg rastvora u rastvor veće koncentracije kroz polupropustljivu membranu.
• Polupropustljiva membrana dozvoljava samo malim molekulima da prodju kroz nju. Zidovi ćelija su polupropustljive membrane
Kako se rastvarač kreće kroz membranu, nivo tečnosti u oba kraka cevi podeljene membranom kroz koju su prošli molekuli rastvarača nakon uspostavljanja ravnoteže nije isti.
![Page 12: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/13.jpg)
• Osmoza je proces u kome rastvori podeljeni membranom izjednačavaju koncentraciju prolaskom malih molekula rastvarača kroz membranu koja ih deli.
• Osmoza je spontan
proces.
• Osmotski pritisak, P, je
pritisak koji je potrebno
primeniti da bi osmoza
stala.
U toku osmoze će rasti nivo u cevi
U ravnoteži će nivo tečnosti u cevi da se razlikuje od nivoa u čaši - postojaće razlika pritisaka.
![Page 14: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/14.jpg)
PV nRT
Pritisak potreban da se zaustavi osmoza. P = M RT M - molarna koncentracija (n/V) T - temperatura R - gasna konstanta V - zapremina
Pošto je molaritet mol/litru, ova jednačina je samo modifikacija jednačine idealnog gasnog stanja.
![Page 15: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/15.jpg)
U izotoničnom rastvoru, pritisak je isti sa obe strane membrane.
Hipotonični tastvor ima manji broj čestica rastvorka od rastvora sa kojim je u kontaktu.
Hipertonični rastvor ima veći broj čestica rastvorka od rastvora sa kojim je u kontaktu.
![Page 16: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/16.jpg)
• Konzerviranje mesa u slanim rastvorima. • biljke apsorbuju vodu zahvaljujući osmozi. • So dodata mesu ili šećer dodat voću sprečavaju
bakterijske infekcije, bakterije potopljene u slani rastvor gube vodu zbog osmoze i umiru.
• Reversnom osmozom se od slane morske vode proizvodi pitka voda.
• Rastori za intravenske infuzije uvek su izotoničnog sastava.
PRIMENE OSMOZE
![Page 17: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/17.jpg)
PRIMENE OSMOZE
Pijaća voda se proizvodi primenom pritiska većeg od .
P > P
![Page 18: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/18.jpg)
Osmoza
Kapilarnost
![Page 19: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/19.jpg)
Koligativne osobine rastvora elektrolita
U slučaju rastvora NaCl, veličine P, Tb i Tf su dvostruko veće nego što bi se očekivalo na temelju pretpostavke o broju molekula nastalih rastvaranjem. Objašnjenje je u činjenici da čestica u rastvoru ima dvostruko više od očekivanoh broja molekula, jer od svakog NaCl molekula nastaju dve čestice (dva jona) - Na+ i Cl-.
biKT bb T iK bf f
PV inRT
Za razredjene rastvore jakih elektrolita, broj i odgovara broju jona koji nastanu od jednog molekula (za NaCl i = 2, za K2SO4 i = 3).
i – vant Hoff-ov faktor
![Page 20: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/20.jpg)
Joni u rastvoru - elektroliti AB A+ + B-
Ovakvo razlaganje, - disocijacija je spontan proces!
Disocijacija je proces razlaganja molekula ili jonskih kristala na naelektrisane jone.
Dešava se pod uticajem polarnog rastvarača (vode).
![Page 21: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/21.jpg)
Okupljanje molekula rastvarača oko jona naziva se solvatacija, a u slučaju vode kao rastvarača - hidratacija.
![Page 22: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/22.jpg)
Ako su svi prisutni molekuli disosovani JAK ELEKTROLIT
Ako je samo deo disosovan, a deo ostao u molekulskom stanju
SLAB ELEKTROLIT
![Page 23: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/23.jpg)
molekulabrukupan
molekulahdisosovanibrStepen disocijacije
Konstanta disocijacije
![Page 24: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/24.jpg)
Konstanta kiselosti
Velika vrednost Ka, tj mala vrednost pKa
Jaka kiselina
![Page 25: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/25.jpg)
Koliki je pH rastvora sirćetne kiseline koncentracije 1M?
3
5
3
3 108.1dm
molCOOHCH
COOCHHKa
Koncentracije su ravnotežne!!!
03033
3
COOHCHxCOOHCHCOOHCH
xCOOCHH
eq
4.2
102.4
108.11
3
3
3
5
3
2
pH
dm
molx
dm
mol
dm
molcKx a
![Page 26: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/26.jpg)
Provodljivost elektrolita
Specifična provodljivost – mera sposobnosti rastvora elektrolita da provodi struju
Jedinica za je -1cm-1 tj Scm-1
A
l
R
1
Jednačina postavljena za provodnik dužine l, preseka A
kR
1
Kostanta konduktometrijske ćelije
Zavisi od elektroda
![Page 27: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/27.jpg)
Specifična provodljivost elektrolita zavisi od koncentracije
Jaki elektroliti: Pri “normalnim” koncentracijama raste sa porastom koncentracije
“više jona – veća provodljivost” Samo pri veoma velikim koncentracijama opada, jer dolaze do izražaja jaka međujonska privlačenja, što sprečava kretanje jona.
![Page 28: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/28.jpg)
Specifična provodljivost elektrolita zavisi od koncentracije
Slabi elektroliti: Pri veoma malim koncentracijama provodljivost raste sa porastom koncentracije linearno (“proporcionalno”).
Pri povišenju koncentracije dolazi do slabljenja rasta provodljivosti sa porastom koncentracije.
Zašto? Pri jako malim koncentracijama ≈1, pa se slab elektrolit ponaša “kao da je jak”. Čim koncentracija dovoljno poraste, <1, pa se smanjuje broj jona/ukupnoj conc.
![Page 29: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/29.jpg)
AB A+ + B-
eqAB
BAK
][
]][[
cA
cB
cAB 1
c
ccK
1
K
c
c
K
c
c2
1 14Slabi elektroliti:
conc raste → opada
![Page 30: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/30.jpg)
Veoma slabi elektroliti
AB A+ + B-
eqAB
BAK
][
]][[
cA
cB
cAB 1cK 2
c
Kconc raste → opada
α << 1
(1 - α ) ≈ 1
cAB
![Page 31: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/31.jpg)
Molarna provodljivost elektrolita je specifična provodljivost podeljena koncentracijom elektrolita.
Jedinica je -1cm2mol-1 tj Scm2mol-1
m = /c
Molarna provodljivost pokazuje koliki je doprinos provodljivosti koji potiče od 1 mola elektrolita (pri određenoj conc)
C, mol/L Spec provod Molarna provod 0.002 289 144,5 0.005 721 144,2 0.01 1401 140,1 0.02 2750 137,5 0.05 6630 132,6 0.1 12710 127,1
![Page 32: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/32.jpg)
)(cf
![Page 33: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/33.jpg)
Jonska sfera
Veća koncentracija
Veći efekat “usporavanja” kretanja jona zbog međusobnog privlačenja
Manja molarna provodljivost
Jaki elektroliti
![Page 34: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/34.jpg)
a c
Jaki elektroliti
![Page 35: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/35.jpg)
Slabi elektroliti
Zavisnost od c je posledica zavisnosti od c
Pri malim conc ≈1
Velika molarna provodljivost
![Page 36: Koligativne osobine rastvora - University of Belgrade Rac Koligativne osobine.pdf · Koligativne osobine rastvora •Osobine rastvora koje zavise od količine rastvorka, a nezavisne](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040209/5e43e94606b8a8260b282f1a/html5/thumbnails/36.jpg)
Slabi elektroliti
Mogućnost određivanja stepena disocijacije na osnovu merenja provodljivosti