Koligativní vlastnosti

Vydáno: 08. 03. 2023; Poslední aktualizace: 08. 03. 2023; Autor: Zdeněk Moravec

Jako koligativní se označují vlastnosti roztoků, které závisí pouze na molární koncentraci rozpuštěných částic, ale nezávisí na jejich vlastnostech, např. na jejich náboji.

Pokud jsou v rozpouštědle rozpuštěny iontové látky, musíme brát v úvahu koncentraci iontů, nikoliv koncentrace samotné rozpuštěné látky. Např. 1 dm3 roztoku Na2SO4 o koncentraci 1 M obsahuje celkem 3 moly iontů:

$$\textrm{Na}_2\textrm{SO}_4\ \rightarrow\ 2\ \textrm{Na}^+\ +\ \textrm{SO}_4^{2-}$$

Mezi koligativní vlastnosti patří:

  • zvýšení teploty varu
  • snížení teploty tání
  • snížení tenze par roztoku
  • osmotický tlak

Zvýšení teploty varu

Zvýšení teploty varu rozpouštědla po rozpuštění netěkavé látky označujeme jako ebulioskopický efekt. Na tomto jevu je založena metoda ebulioskopie, která se využívá ke stanovení molární hmotnosti.

$$\textrm{T}_\textrm{v}\ -\ \textrm{T}_\textrm{v}^*\ =\ \textrm{K}_\textrm{E}\ .\ \textrm{c}_\textrm{M}$$

kde Tv je teplota varu roztoku, Tv* je teplota varu čistého rozpouštědla, KE je ebulioskopická konstanta a cM je molální koncentrace (do výpočtu molality musíme zahrnout všechny ionty vzniklé rozpuštěním látky).

Ebulioskopické konstanty rozpouštědel

RozpouštědloKE [°C.kg.mol-1]
Aceton1,67
Benzen2,65
Chloroform3,88
Ethanol1,22
Voda0,512

Snížení teploty tání

Snížení teploty tání rozpouštědla po rozpuštění netěkavé látky označujeme jako kryoskopický efekt. Na tomto jevu je založena metoda kryoskopie, která se využívá ke stanovení molární hmotnosti. Na rozdíl od ebulioskopie, je kryoskopie prakticky nezávislá na atmosférické tlaku.

$$\textrm{T}_\textrm{t}^*\ -\ \textrm{T}_\textrm{t}\ =\ \textrm{K}_\textrm{K}\ .\ \textrm{c}_\textrm{M}$$

kde Tt je teplota tání roztoku, Tt* je teplota tání čistého rozpouštědla, KK je kryoskopická konstanta a cM je molální koncentrace (do výpočtu molality musíme zahrnout všechny ionty vzniklé rozpuštěním látky).

Kryoskopické konstanty rozpouštědel

RozpouštědloKK [°C.kg.mol-1]
Anilin-5,87
Benzen-5,12
Chloroform-4,90
Ethanol-1,99
Voda-1,86

Osmotický tlak

Osmotický tlak je tlak toku rozpouštědla pronikajícího přes polopropustnou membránu do roztoku, ve kterém je vyšší koncentrace rozpuštěných molekul nebo iontů.

Ilustrace osmotického tlaku, rozpouštědla prochází membránou do koncentrovanějšího roztoku. Zdroj: Hans Hillewaert/Commons

Obrázek ukazuje průběh osmózy, U-trubice je rozdělená polopropustnou membránou. Tato membrána umožňuje průchod rozpouštědlu, ale ne rozpuštěné látce. Vlivem koncentračního gradientu proniká rozpouštědlo do koncentrovanějšího roztoku a snižuje jeho koncentraci.

Osmotický tlak se značí písmenem π, jeho jednotkou je Pascal a je dán vztahem:

π = c . R . T

kde c je molární koncentrace, R je molární plynová konstanta a T je termodynamická teplota [K].