خواص کولیگاتیو

 برای محلول مایع در مایع با حل شونده فرار فشار بخار کل برابر  با مجموع فشار

 جزئی حلال و حل شونده است ولی وقتی حل شونده غیر فرار باشد فشار بخار

 آنقدر ناچیز  است که می توان گفت فشار بخار محلول فقط مربوط به حلال است

   P   =   X_A . P⁰_A  کل           

P   =( 1  -  X_B) . P⁰_A  کل

A   نقش حلال و  B   نقش حل شونده دارد در چنین محلولی فشار بخار محلول

 کمتر از فشار بخار حلال خالص در همان دما خواهد بود زیرا در حالت محلول بخشی

 از سطح آزاد مایع در اشغال مولکول هایحل شونده قرار میگیرد و چون تبخیر از

 سطحصورت می گیرد در چنین حالتی فرار مولکولهای حلال به فاز بخار ( تبخیر

 سطحی ) کاهش می یابد

 بنابراین تراکم ذرات بخار در فاز بخار کمتر می گردد 

وچون فشار یکگازباعده  ذرات  نسبت مستقیم دارد می توان گفت در حالت

 محلول چون تراکم ذرات بخار کاهش می  یابد این ذرات فشار ضعیفتری

 اعمال میکنند یعنی فشار بخار محلول در هر دمائی از فشار بخار ماده 

خالص کمتر است

  در این شرایط این که ماده حل شونده چه باشد اهمیتی ندارد و تعدادذرات

 ماده حل شده در مقدار معینی از حلال است کهمقدار کاهش فشار بخار را

تعیین می کند  به خواصی از یک محلول که به نوع ذرات حل شونده بستگی 

نداشته و تنها وابسته به عده ذرات حل شونده است خواص کولیگاتیومی گویند  

انحلال حل شونده غیر فرار در یک حلال علاوه بر فشار بخار دمای جوش ودمای

 انجماد آن را نیز تغییر می دهدوقتی به  یک نمونه مایع حرارت میدهیم دمای آن

 لحظه به لحظه افزایش می یابد ذرات مایع پر جنب وجوش ترو پر انرژی ترمی شوند

 در این شرایط ذرات مایع راحت تر به نیروی جاذبهمولکول همسایه غلبه کرده وبه فاز

 بخار می روند پس با افزایشدما تراکم ذرات بخار بر سطح آزاد مایع افزایش یافته و 

فشارقوی تری اعمال میکنند چنانچه از نمودار فوق نیز  روشن است با افزایش دما

 فشار بخار بیشتر می شود ولی حالت قلیان و جوششزمانی بوجود می آید که

 فشار بخار مایع با فشار بخار محیط برابر شود به عبارت بهترچون بر روی سطح آزاد

 مایع فشار هوا ، فشار  وارد میکند پس برای آنکه یک مایع به جوش آید باید بتوان

 هوای بالای خود راپس بزند و  این در صورتی امکان پذیر است که فشار بخار مایع

 بافشار بخار محیط برابر شودنقطه  جوش یک مایع برحسب تعریف دمایی است که

 در آن دمافشار بخار مایع با فشار بخار جو برابر می شود. چون افزایشیک ماده حل

 شونده غیر فرار موجب کاهش فشار بخار یک مایع میشود  بنابراین محلول در نقطه

 جوش نرمال حلال خالص نمی جوشد به بیان کامل تر چون فشار بخار محلول کمتر از

 فشار بخار مایع خالص است  در دمای بالاتری با  فشار بخار محیط برابر میشود و دمای

 جوش محلولهمواره بالاتر از نقطه جوش حلال  خالص است.

نمودارزیر این مطلب را به خوبی نمایش می دهد قابل دقت است که این نمودار با اندازه

 های واقعی رسم نشده است وتنها برای چگونگی تغییرات ترسیم گردیده  است 

¥T_b  برابر اختلاف دمای جوش محلول و دمای جوش حلال خالص است

  جامدات نیز مانند مایعات فشار اعمال میکنند که به آن فشار بخار جامد میگوئیم که

 مقدار این فشا در مقایسه با فشار بخار مایع بسیار کم استدرنقطه انجماد ،فشاربخار

 جامد برابر فشار بخار حلال است . به عبارت بهتر منحنی های فشار بخار حلال مایع و

 فشار بخار حلال جامد یکدیگر را در نقطه انجماد حلال قطع میکنند . اما چون فشار بخار

 محلولپائین تر از فشار بخار تعادلی حلال خالص است منحنی فشاربخارمحلول،منحنی

 فشار بخار حلال جامد را دمای پائین تری قطع میکند . از این رو دمای انجماد در محلول

 ها پائین تر از دمای انجماددر حلال خالص است .

    ¥T_f  برابر اختلاف دمای انجمادمحلول و دمای انجماد حلال خالص است ناگفته نماند 

کاهش دمای انجماد در محلولها نیز به نوع مادهحل شونده بستگی ندارد وتنها وابسته

 به عده ذرات حل شونده است بنابراین در زمره خواص کولیگاتیو قرار می گیردبنابراین

 اساس انتظار میرود برای محلول های 1 مولال از محلول های مختلف 

میزان کاهش دمای انجماد یا افزایش دمای جوش به یک اندازه باشد ولی محلول- 

های الکتروایت  کمی متفاوت عمل میکنند  به طور مثال نزول نقطه انجماد

درمحلولهای1 مولال از نمک طعام ( NaCl   ) یا نقره نیترات ( AgNO3  ) تقریبا 2 برابر

 نزول نقطه انجماد در محلول های غیر الکترولیت ( مانند شکر )  با همان غلظت است .

 علت این است که الکترولیت ها در محلول به یونهای مربوطه  تفکیک میشوند مثلا

 NaClبه یونهای- Cl و+ Na نقره نیترات  + Ag و- NO3 تفکیک میشوندیعنی از هرذره، دو

 ذره حاصل  میشود در نتیجه دو برابر یک محلول غیر الکترولیت مانند شکر دمای انجماد

 را کاهش ویا دمای جوش را افزایش می دهند و به  همین ترتیب میزان صعود نقطه

 جوش وکاهش دمای انجماد در محلولهایی مانند K2SO4   و  BaCl2     که به ازای هر

 مولکول 3 ذره تولید میکنند 3 برابر یک محلول غیر الکترولیت مانند شکر یا الکل است   

 برای الکترولیت های ضعیف تفکیک یونی کامل صورت نمی گیرد  و فرایند یونیده شدن

 آنها برگشت پذیر است . در چنین محلولی ، مولکولها  مدام به یون تفکیک میشوند

 ولی یونها با همان سرعت مجددا به یکدیگر برخورد کرده ومولکولها را بوجود می آورند

 به طور مثال در محلول آمونیوم ئیدروکسید 1 مولال کاهش دمای انجماد و افزایش دمای

 جوش از محلول یک مولال شکر بیشتر است  چون این محلول  تا حد کمی تفکیک

 میشود و به هر حال عده ذرات آن، از عده  ذرات در محلول 1 مولال آب وشکر بیشتر

 است ولی  چون تفکیک صددر صد ندارند کمتر از محلول نمک طعام دمای انجماد را

 کاهش  می دهند