کاهش فشار بخار
همانطور که می دانید، تبخیر سطحی به جدا شدن مولکول های مایع از سطح آن گفته می شود. بر اثر تبخیر سطحی، به دیواره های ظرف، مولکول های هوا و غیره فشار وارد می شود. دقت داشته باشید که به فشار ناشی از حضور مولکول های بخار مایع در بالای سطح، فشار بخار گفته می شود. در واقع، فشار بخار در دمای معین، ثابت است.
حالا شرایطی را در نظر بگیرید که غلظت افزایش یافته است. در اثر افزایش غلظت، مولکول های حل شونده به جای تعدادی از مولکول های حلال قرار خواهند گرفت. در صورتیکه حل شونده، غیر فرار باشد؛ تعداد مولکول های تبخیر شده کاهش می یابد. در نتیجه فشار بخار مایع کاهش پیدا می کند.
به بیان دیگر، حضور مواد حل شونده در سطح مایع باعث می شود که تعداد کمتری از مولکول های حلال را در سطح مایع داشته باشید. بنابراین، سرعت تبخیر حلال کاهش پیدا می کند. لازم به ذکر است که بررسی ها نشان داده که کاهش فشار بخار، یکی از خواص کولیگاتیو خواهد بود. در حقیقت این کاهش، مستقیم به غلظت ماده حل شده بستگی دارد. بنابراین مستقل از ماهیت مولکول های حل شده می باشد.
افزایش دمای جوش
همانطور که می دانید، تبخیر زمانی انجام می شود که فشار بخار مایع مورد نظر با فشار هوای محیط، برابر شود. به بیان دیگر، نقطه جوش یک مایع به دمایی می گویند که در آن دما، فشار بخار مایع با فشار جو یکسان شده است. لازم به ذکر است که جوشیدن یک مایع تحت تأثیر دما قرار دارد. در واقع با افزایش گرمای داده شده به مایع، دمای آن مایع زیاد نمی شود. بلکه سرعت جوشش آن مایع بیشتر می گردد. دقت کنید که نقطه جوش مایع مورد نظر با تغییرات فشار خارجی، تغییر خواهد کرد.
از آنجاییکه افزایش غلظت سبب کاهش فشار بخار محلول می شود، پس به انرژی بیشتری نیاز خواهد بود. به کمک این انرژی بیشتر، مولکول های عمقی تر محلول در نتیجه جنب و جوش خود، به سطح محلول آمده و تبخیر می شوند. در این صورت، فشار بخار افزایش می یابد. بنابراین افزایش غلظت باعث افزایش نقطه جوش (میعان) می گردد.
با توضیحات فوق مشخص می شود که یک محلول متشکل از ماده حل شده غیر فرار، همواره در دمایی بیشتر از نقطه جوش حلال به جوش خواهد آمد. حال اگر محلول رقیق باشد، صعود نقطه جوش به صورت مستقیم به غلظت ماده حل شده بستگی دارد.
به عبارت دیگر، افزایش نقطه جوش محلول های شامل مواد حل شده غیر فرار را می توان بر اساس کاهش فشار بخار توجیه نمود. از آن جهت که محلول مورد نظر در هر دمایی، فشار بخار کمتری نسبت به فشار بخار حلال خالص خواهد داشت. از این رو، محلول ذکر شده جهت جوشیدن بایستی به دمای بالاتر برسد. در واقع رسیدن به این دما باید قبل از آنکه فشار بخار محلول با فشار جو برابر باشد، صورت بگیرد.
کاهش نقطه انجماد
با سرد شدن و کاهش دمای یک مایع، حرکت مولکول های آن مایع، کند می شود. در نهایت و در دمایی معین، انرژی جنبشی تعدادی از این مولکول ها کاهش می یابد. این کاهش انرژی جنبشی به حدی می رسد که نیروهای بین مولکولی قادرند آنها را در یک شبکه بلوری در کنار هم نگه دارند. در این صورت انجماد آغاز می گردد. بدین شکل مولکول های کم انرژی به تدریج در نقاطی از شبکه بلور قرار می گیرند.
از طرفی، محلول هایی که مقدار کمی از ماده حل شده دارند، در دمای پایین تری نسبت به حلال خالص منجمد یا ذوب می گردند. در حقیقت، نزول نقطه انجماد یا ذوب نیز مانند صعود نقطه جوش، نتیجه مستقیم کاهش فشار بخار حلال به دلیل حضور ماده حل شده است. به عبارت دیگر، با تغییرات در فشار بخار، تغییرات در نقطه ذوب و نقطه جوش حلال ایجاد می شود. همانطور که بیان شد، تغییرات فشار بخار یک خاصیت کولیگاتیو است، از این رو، تغییرات در نقطه جوش و نقطه ذوب حلال نیز از خواص کولیگاتیو محسوب می شوند.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
