Vapor-Pressure Lowering ( 증기압 내림 )

Colligative Properties of Nonelectrolyte Solutions

Colligative properties (총괄성): 용액 내에 있는 용질의 수에만 의존하고 용질의 특성에는 상관하지 않는 성질들

Vapor-Pressure Lowering ( 증기압 내림 )

Raoult’s law

X

= 1 – X

P

- P

= ∆ P = X

P

P

X

X

P

= X

P

( 비전해질 용액의 총괄성 )

용액에 한 가지 용질만 포함되어 있는 경우에,

P

= X

P

P

= X

P

P

= P

+ P

P

= X

P

+ X

P

Ideal Solution

Benzene과 toluene의 용액은 이상 용액이다.

P_T is greater than

predicted by Raoults’s law

P_T is less than

predicted by Raoults’s law

Force A-B

Force A-A

Force

< &

Force A-A

Force

> &

Fractional Distillation Apparatus ( 분별 증류 장치 )

서로 끓는점이 다른 것을 바탕으로 용액의 액체 성분을 분리하는 장치 증발연속적인-응축 과정

Boiling-Point Elevation ( 끓는점 오름 )

∆ T

= T

– T

T

> T

∆ T

> 0

T _b⁰ : 순수한 용매의 끓는점 T _b : 용액의 끓는점

∆ T

= K

m

m : 용액의 몰랄농도 K_b : molal boiling-point

elevation constant (⁰C/m) (몰랄 끓는점 오름 상수)

Freezing-Point Depression ( 어는점 내림 )

∆ T

= T

– T

T

> T

∆ T

> 0

T ⁰_f : 순수한 용매의 어는점 T _f : 용액의 어는점

∆ T

= K

m

m : 용액의 몰랄농도

K_f : the molal freezing-point depression constant (⁰C/m)

(몰랄 어는점 내림 상수)

What is the freezing point of a solution containing 478 g of ethylene glycol (antifreeze) in 3202 g of water? The molar mass of ethylene glycol is 62.01 g.

∆ T

= K

m

m = 용질의 몰수 용매의 질량(kg)

= 2.41 m

=

3.202 kg solvent 478 g x 1 mol

62.01 g

K

water = 1.86

C/m

∆ T

= K

m = 1.86

C/m x 2.41 m = 4.48

C

∆ T

= T

– T

T

= T

– ∆ T

= 0.00

C – 4.48

C = -4.48

C

연습 문제 12.8

Osmotic Pressure ( π ) ( 삼투압 )

Osmosis (삼투 현상): 용매 분자를 다공성 막을 통해 묽은 용액으로부터 진한 용액으로 선택적으로 이동시키는 현상

Semipermeable membrane (반투막): 용매의 이동은 가능하나 용질의 이동은 불가능한 막

Osmotic pressure (π, _삼투압^{) :} 삼투 현상을 멈추는데 필요한 압력.

dilute more

concentrated

High P

Low P

Osmotic Pressure ( π ) ( 삼투압 )

π ^{= MRT}

M is the molarity of the solution R is the gas constant

A cell in an:

isotonic solution

hypotonic solution

hypertonic solution

(등장 용액) (저장성 용액) (고장성 용액)

Colligative Properties of Nonelectrolyte Solutions

Vapor-Pressure Lowering P

= X

P

Boiling-Point Elevation ∆ T

= K

m Freezing-Point Depression ∆ T

= K

m Osmotic Pressure ( π ) π ^{= MRT}

( 비전해질 용액의 총괄성 )

Colligative properties (총괄성): 용액 내에 있는 용질의 수에만 의존하고 용질의 특성에는 상관하지 않는 성질들

(증기압 내림) (끓는점 오름) (어는점 내림)

(삼투압)

예제 12.10 실험식이 C₅H₄인 시료 7.85g을 301g benzene에 녹였다. 그 용액의 어는점이 순수한

benzene보다 1.05°C 낮을 때, 시료의 몰질량과 분자식은? 어는점 내림 → 몰랄농도 → 몰수 → 몰질량

몰랄농도= m

K m T

f

f 0.205

C/

5.12

C

1.05 =

∆ =

o o

301g benzene에 녹아 있는 시료의 몰수는, mol

0.0617 kg

1

mol 0.205

301g× =

g/mol mol 127

0.0617 g 7.85

g

= =

= 화합물의 몰수 수 분자량 화합물의

≅

= 127 g/mol

분자량 ∴ 분자식은

Colligative Properties of Electrolyte Solutions

0.1 m NaCl solution 0.1 m Na⁺ ions & 0.1 m Cl^- ions

∴ 0.1 m NaCl solution 0.2 m ions in solution

van’t Hoff factor (i) = 해리된 후 용액 내 입자들의 실제 개수 용액에 녹은 화학식 단위의 수

nonelectrolytes NaCl

CaCl₂

예상되는 i 값 1

2 3

( 전해질 용액의 총괄성 )

Boiling-Point Elevation ∆ T

= i K

m Freezing-Point Depression ∆ T

= i K

m Osmotic Pressure ( π ) π ^{= iMRT}

Colligative Properties of Electrolyte Solutions

(끓는점 오름) (어는점 내림)

(삼투압)

Colloid (콜로이드): 어떤 물질의 입자들이 다른 물질인 분산매(dispersing medium) 속에서 분산된 것

• solute molecules << collodial particles

• collodial suspension is not as homogeneous as a solution

• Tindall effect: colloid에 광선을 비추면 빛이 산란된다.

(1×10³ pm ~ 1×10⁶ pm)

Colloid versus solution (콜로이드와 용액의 비교)

The Cleansing Action of Soap

소수성 친수성

친수성 콜로이드 형성 소수성

Chemistry In Action:

Desalination (탈염)

(태양광 증류법) (역삼투압)