ソリューションの束一性：定義、タイプ、例
ソリューションの束一性の定義
束一性は、溶質の種類には依存しないが、溶液中の溶質粒子の数に依存する溶液の特性です。 したがって、このプロパティはソリューションのタイプに依存しません。 4番目の特性は、蒸気圧の低下、沸点の上昇、凝固点降下、浸透圧です。
束一性は、電解質溶液と非電解質溶液の性質の2種類に区別できます。 これは、電解質溶液中の溶質がイオン化するにつれて数が増加する一方で、電解質溶液中の溶質の量が増加するためです。 規定に従って、イオンに分解しないため、非電解質の束一性は溶液の性質よりも低いままです。 電解質。
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ソリューションの束一性の種類
ソリューションの束一性の種類は次のとおりです。
非電解質溶液の束一性
非電解質溶液はイオンに分解できないため、非電解質溶液の束一性は電解質溶液の束一性とは大きく異なります。 次に、非電解質溶液の束一性は、蒸気圧、沸点、凝固点、および浸透圧を計算することによって計算できます。 束一性の法則によれば、溶液の蒸気圧、凝固点、沸点と圧力の差 純粋な溶媒の蒸気、凝固、および沸点は、溶質のモル濃度に正比例します。 束一性の法則に従う解は理想解と呼ばれます。 ほとんどのソリューションは、非常に希薄な場合にのみ理想に近づきます。
束一性には解が含まれますが、束一性は相互作用に依存しません 溶媒と溶質分子ですが、溶質の量に依存します 解決。 束一性は、蒸気圧の低下、沸点上昇、凝固点降下、浸透圧で構成されます。
電解質溶液の束一性
電解質溶液は、上記の非電解質溶液の束一性の式によって計算された結果よりも大きい束一性を示します。 電解質溶液の目に見える束一性と非電解質溶液の束一性の方程式による計算結果との比較
ヴァントホフ 大きさは常に一定であり、記号iが与えられます（i =定数または係数 ヴァントホフ ). したがって、次のように書くことができます。i =濃度mの電解質溶液の束一性/濃度mの非電解質溶液の束一性
情報:
n =電解質イオンの総数（+と-の両方）
=電解質溶液のイオン化度（強電解質の場合= 1）
電解質溶液の濃度が低いほど、iの値が大きくなり、電解質化合物の1分子によって生成されるイオンの数に近くなります。 希薄溶液、つまり濃度が0.001 m未満の溶液の場合、iの値はイオンの数に等しいと見なされます。
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蒸気圧低下
1880年代に、フランスの化学者FM Roultは、溶質を溶解すると溶媒の蒸気圧が低下する効果があることを発見しました。 総蒸気圧降下（ペヌルナンP）は、溶質のモル分率（Xb）と純粋な溶媒（PAO）の蒸気圧の積に等しいことが示されています。
P：XB.PAo
2成分ソリューションでは、XA + XB = 1、次にXB = 1-XAです。 また、溶液の上の溶媒の蒸気圧がPAで示されている場合、P = PAo –PAです。 方程式P = XB.PAoは、次のように書き直すことができます。
PAo – PA =（1-XA）.PAo
これらの方程式を並べ替えると、Roulthの法則として知られる一般的な形式が得られます。
PA = XA.PAo
沸点上昇
沸点は、蒸気圧が大気圧と等しくなる温度です。 液体内に気泡が形成される限り、つまり沸騰する液体の場合、蒸気圧は液体の沸騰温度で一定であり、同じままであるため、蒸気圧は大気圧に等しくなります。 沸騰する液体に与えられる熱の速度の増加は、より急速な蒸気泡の形成につながるだけです。 液体はより速く沸騰しますが、沸騰温度は上昇しません。 液体の沸点が大気の大きさに依存することは明らかです。
沸点は、分子間の引力が液体内でどれほど強いかを直接推定するために使用できる優れた特性の1つです。 流体力の強い関心 分子、引力が弱い場合は沸点が高く、その逆の場合は沸点が低くなります。
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凝固点降下
純粋な固体溶媒は、温度によって決定されるように、溶媒蒸気の特定の圧力と平衡状態にあります。 溶液中の溶媒も、溶媒蒸気の特定の圧力と平衡状態にあります。 固体溶媒と溶媒が一緒に溶解している場合、それらは同じ蒸気圧を持っている必要があります。 溶質を溶液に加えると、溶媒の蒸気圧以下で凍結し、最初の結晶が現れ始めたときの純粋な溶媒の温度が下がります。 差Tf = TFO – Tfであるため、負の符号と凝固点の低下が観察されます。
温度変化Tfも、蒸気のP1に正比例します。 溶質濃度が十分に低い場合、凝固点降下はmからmまでのモル濃度に関係します。
Tf = Tfo – Tf = -Kfm
ここで、Kfは、溶媒の性質のみに依存する正の定数です。
浸透圧
浸透圧は、溶質粒子の数、つまり溶液の単位体積にのみ依存するため、束一性です。 浸透圧は溶質の種類に依存しません。 ファントホッフ方程式として知られる浸透圧の方程式は、水溶液の浸透圧を計算するのに適しています。 圧力を表すRは、気体定数（0.0821 Latm / mol K）です。 Tはケルビン単位の温度です。 N記号は溶質のモル数を示し、Vは溶液の体積（リットル）であるため、n / Vは溶液のモル濃度（M）です。 =（n / V）.R.T = M.R.T
解の束一性の例
以下に、ソリューションの束一性の例をいくつか示します。
1. 凝固点降下の例
日常生活における凝固点降下の例、すなわち：
冷却ミックスの作成
クーラントは、凝固点が0をはるかに下回る水溶液です。oC。 クーラントは製氷工場で使用され、アイスロールの製造にも使用されます。 クーラントは、さまざまな種類の塩を水に溶かして作られています。
氷を作る際、クーラントは、木の裏打ちされた容器の中でテーブルソルトと角氷を混ぜ合わせることによって作られます。 混合時に、混合物の温度が下がる間、角氷は溶けます。 その間、氷を作るための材料の混合物はで作られた別の容器に入れられます ステンレス鋼. 次に、この容器を冷却剤に入れ、混合物が固化するまで絶えず攪拌します。
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車のラジエーターの不凍液
寒い気候では、エチレングリコールは通常、ラジエーターの水に追加されます。 寒い気候では、ラジエーターの水は簡単に凍ります。 この状況をチェックしないままにすると、車両のラジエーターがすぐに損傷します。 ラジエーターの水にエチレングリコールを加えると、ラジエーター内の水の凝固点が下がる、つまり水が凍りにくいことが予想されます。
動物の体の不凍液
ホッキョクグマなどの寒冷気候に生息する動物は、凝固点降下という束一性の原理を利用して生き残ります。 海水魚の血液には、水の凝固点を0.8まで下げることができる不凍液が含まれていますoC。
したがって、海水魚は気温が1.9に達する冬を乗り切ることができますoC不凍液が含まれているため、組織や細胞での氷の結晶の形成を防ぐことができます。 体に不凍液が含まれている他の動物には、昆虫、両生類、線虫などがあります。 昆虫体にはグリセロールとジメチルスルホキシドが含まれ、両生類にはグルコースと血中グリセロールが含まれ、線虫にはグリセロールとトリハロスが含まれます。
雪を溶かす不凍液
雪の季節がある地域では、雪が降るたびに道路は凍った雪でいっぱいになります。 もちろん、これは車両の運転を困難にします。 これを克服するために、雪道にはNaCLとCaClの混合物が振りかけられます。塩2.
塩をまぶすと雪が溶けてしまいます。 塩をふりかけるほど、雪が溶けます。
相対分子量の決定（Mr)
溶液の束一性の測定は、溶質の相対分子量を決定するために使用できます。 束一性は溶質の濃度に依存するため、これを行うことができます。 溶質の質量を知ることによって（G）および凝固点降下、溶質の相対分子量を決定することができます。
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2. 浸透圧の例
日常生活における浸透圧の例、すなわち：
セル形状の制御
同じ浸透圧を持つ溶液は等張と呼ばれます。 他の溶液よりも浸透圧が低い溶液は、低張と呼ばれます。 一方、他の溶液よりも浸透圧が高い溶液は高張と呼ばれます。
等張液の例は、血液に入れられる静脈内輸液です。 静脈内液は、血球の内外での浸透を防ぐために、細胞内液と等張でなければなりません。 したがって、血球は損傷を受けません。
血液洗浄機
腎不全の患者は透析療法を受ける必要があります。 治療法では、尿素などの小分子を半透膜から他の液体に移動させて廃棄する透析法を使用します。 膜はタンパク質などの大きな分子が浸透できないため、血液中に残ります。
食品保存
食品を保存するための冷蔵技術が発明される前は、食卓塩が食品を保存するために使用されていました。 塩は、食品の表面にある腐った食品を引き起こす微生物を殺すことができます。
ヒルを取り除く
食塩はヒルなどの柔らかい動物を殺すことができます。 これは、ヒルの体の表面にまき散らされた塩が体内の水分を吸収することができるため、ヒルの体内の水分が不足するためです。
植物の根による吸水
植物は土壌からの水を必要とします。 水は根を通して植物に吸収されます。 植物には溶存物質が含まれているため、植物の周囲の水よりも濃度が高くなり、土壌中の水分が植物に吸収されます。
逆浸透による海水淡水化
逆浸透は、溶液から溶媒へ、またはより濃縮された溶液からより希薄な溶液への溶媒の浸透です。 逆浸透は、溶液がその浸透圧よりも高い圧力にさらされたときに発生します。
逆浸透は、海水から純水を作るために使用されます。 浸透圧よりも高い圧力を海面にかけることにより、水は強制的に 塩水から純水に浸透します。この膜は、水は透過しますが、イオンは透過しません。 海の水。 十分な圧力がないと、水は純水から塩水に自然に浸透します。
逆浸透の別の用途は、環境に放出される前に廃水中の有毒物質を分離することです。