回転するアイスベンダーは、アイスロールを作るときに常に角氷に食卓塩を追加します。なぜこれが行われたのか知っていますか?塩を加えることは、回転する氷を作るには一定時間低温が必要であることを考慮して、角氷がすぐに溶けないようにすることを目的としています。このイベントは、ソリューションの束一性の概念で説明できます。
では、ソリューションの束一性とはどういう意味ですか?溶液の束一性は、特定の条件下で溶媒の量に存在する溶質粒子の数に依存する成分です。この束一性は、各粒子の性質や状態に依存しません。知られているように、溶液は溶質と溶媒で構成され、水が最良の溶媒であり、しばしば使用され、水として知られています。
溶液が形成されるとき、溶質の化学的性質は劇的に変化しませんが、その物理的性質は劇的に変化します。束一性である物性の変化には、沸点(ΔTb)の上昇、蒸気圧(ΔP)、浸透圧(π)の低下、凝固点(ΔTf)の低下などがあります。
蒸気圧の低下
溶質が非揮発性(非揮発性、蒸気圧を測定できない)の場合、溶液の蒸気圧は常に純粋な揮発性溶媒の蒸気圧よりも低くなります。これは、次の式で説明できます。
ΔP= P0-P
ΔP= Xt x P0
P = P0 x Xn
情報 :
ΔP=蒸気圧の低下(atm)
P0 =純粋な溶媒の飽和蒸気圧(atm)
P =溶液の飽和蒸気圧(atm)
バツt =溶質moフラクション
バツp =溶媒のモル分率
沸点上昇
沸点は、液体の蒸気圧が大気圧と等しくなる温度です。溶媒に不揮発性の溶質を加えると、蒸気圧が低下します。
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形成された溶液は、蒸気圧が大気圧と等しくなるように、より高い温度に加熱する必要があります。したがって、溶液の沸点は純粋な溶媒の沸点よりも高くなります。
溶液と純粋な溶媒の沸点の差は、沸点の上昇と呼ばれます。これは次のように定式化できます。
ΔTb=溶液の沸点-溶媒の沸点
ΔTb= kb x m
情報 :
ΔTb=溶液の沸点の上昇(0C)
Kb =モル沸点の一定の上昇(0C /モル)
m =溶質モル濃度(グラム)
凝固点降下
凝固点は、物質の液体と固体が同じ蒸気圧を持つ温度です。溶質を溶媒に加えると、蒸気圧が低下する可能性があります。溶液の蒸気圧の温度曲線は、純粋な溶媒の曲線より下にあります。したがって、溶液の凝固点は、純粋な溶媒の凝固点よりも低くなります。ここで、凝固点を下げるための式は次のとおりです。
ΔTf=溶媒の凝固点-溶液の沸点
ΔTf= kf x m
情報 :
ΔTf=溶液の凝固点の低下(0C)
Kf =モル凝固点降下定数(0C /モル)
浸透圧
浸透を防ぐ最低圧力は浸透圧と呼ばれます。 2つの異なる溶液が半透膜(溶媒粒子のみを通過でき、溶質粒子は通過できない膜)によって分離されると、浸透現象が発生します。浸透圧の式は次のとおりです。π= M x R x T
情報 :
Π=浸透圧(atm)
R =ガス圧(0.0082 atm L / mol K)
T =温度(K)
M =モル濃度(モル)