Hurá!   WikiSkripta jsou v novém! Vzhled ale není jediná věc, která se změnila, pod kapotou je novinek mnohem víc. Pokud se chcete dozvědět více, nebo pokud vám něco nefunguje správně, podívejte se na podrobnosti.

Koligativní vlastnosti roztoků

Z WikiSkripta

Zkontrolováno old.png
Osmotický tlak představuje z hlediska biologie člověka nejvýznamnější koligativní vlastnost. Obrázek demonstruje chování erytrocytů umístěných v prostředí s různým osmotickým tlakem.

Koligativní vlastnosti roztoků jsou takové vlastnosti, které nezávisí na rozpuštěné látce, ale pouze na její koncentraci nebo přesněji na látkové koncentraci částic v roztoku. Jde tedy o takové vlastnosti, které nezávisí např. na velikosti molekuly rozpuštěné látky, jejím náboji nebo jejím tvaru. Koligativní vlastnost Φ závisí na koncentraci částic c v ideálním případě lineárně, tedy platí obecná formule:

\Phi = k\cdot c,

kde k je vhodná konstanta úměrnosti závisející výhradně na vlastnostech rozpouštědla a nezávisející na vlastnostech rozpuštěné látky.

Koncentrace částic se nemusí rovnat koncentraci rozpuštěné látky. Rovnost platí pouze v případě, že rozpouštěná látka v rozpouštědle nedisociuje. Pokud dochází k disociaci, koncentrace částic je příslušným násobkem koncentrace rozpuštěné látky. Například chlorid sodný při dostatečně nízké koncentraci plně disociuje, a proto je koncentrace částic rovna dvojnásobku koncentrace chloridu sodného.

Základními koligativními vlastnostmi jsou:

  • snížení tenze par nad roztokem
  • zvýšení bodu varu roztoku (ebulioskopie)
  • snížení bodu tuhnutí roztoku (kryoskopie)
  • osmotický tlak

Snížení tenze par nad roztokem[upravit | editovat zdroj]

Snížení tenze par nad roztokem popisuje 1. Raoultův zákon. Slovně jej lze formulovat:

Relativní snížení tlaku nasycené páry nad roztokem oproti čistému rozpouštědlu je rovno molárnímu zlomku rozpuštěné látky v roztoku.

Matematicky lze pak toto tvrzení formulovat:

 \frac {\Delta p}{ p_0} = \frac{c}{c_r+c} ,

kde Δp je změna tlaku nasycené páry nad roztokem, p0 je tlak nasycené páry nad čistým rozpouštědlem, c je koncentrace rozpuštěné látky a cr je koncentrace (tedy také počet molů na litr) rozpouštědla.

Zvýšení bodu varu roztoku (ebulioskopie)[upravit | editovat zdroj]

Zvýšení bodu varu roztoku (ebulioskopie) popisuje 2. Raoultův zákon. Slovní formulace je následující:

Zvýšení bodu varu roztoku ve srovnání s čistým rozpouštědlem je přímo úměrné koncentraci rozpuštěné látky.

Matematicky je toto tvrzení formulováno následovně:

 \Delta T = K_e \cdot c ,

kde ΔT je změna teploty varu, c koncentrace rozpuštěné látky a konstanta úměrnosti Ke se nazývá ebulioskopická konstanta. Ebulioskopická konstanta je přímo úměrná molární hmotnosti rozpouštědla, druhé mocnině teploty varu čistého rozpouštědla a nepřímo úměrná molárnímu skupenskému teplu varu rozpouštědla, nejedná se tedy o empiricky stanovenou konstantu a nezávisí na charakteru rozpuštěné látky.

Snížení bodu tuhnutí roztoku (kryoskopie)[upravit | editovat zdroj]

Snížení bodu tuhnutí roztoku (kryoskopie) popisuje 3. Raoultův zákon. Slovní formulace je následující:

Snížení bodu tuhnutí roztoku ve srovnání s čistým rozpouštědlem je přímo úměrné koncentraci rozpuštěné látky.

Matematicky je toto tvrzení formulováno následovně:

 \Delta T = K_k \cdot c ,

kde ΔT je změna teploty tuhnutí, c koncentrace rozpuštěné látky a konstanta úměrnosti Kk se nazývá kryoskopická konstanta. Kryoskopická konstanta je přímo úměrná molární hmotnosti rozpouštědla, druhé mocnině teploty varu čistého rozpouštědla a nepřímo úměrná molárnímu skupenskému teplu varu rozpouštědla, nejedná se o empiricky stanovenou konstantu a nezávisí na charakteru rozpuštěné látky.

Osmotický tlak[upravit | editovat zdroj]

Searchtool right.svg Podrobnější informace naleznete na stránce Osmotický tlak.

Osmotický tlak se od předešlých koligativních vlastností liší, projevuje se teprve v případě specifického uspořádání. Tím specifickým uspořádáním je myšlena přítomnost membrány propustné pouze pro rozpouštědlo (tzv. semipermeabilní membrána), která od sebe odděluje dvě prostředí o různé koncentraci rozpuštěných látek. Rozpouštědlo pak bude mít tendenci přecházet z prostředí s nižší koncentrací rozpuštěné látky do prostředí s vyšší koncentrací rozpuštěné látky.

Představme si, že semipermeabilní membrána od sebe odděluje prostředí s koncentrací rozpuštěné látky c od prostředí obsahující čisté rozpouštědlo. Rozpouštědlo bude mít tendenci přecházet do roztoku obsahujícím rozpuštěnou látku. Proti této tendenci můžeme zasáhnout tak, že zvýšíme tlak pouze v prostředí, do kterého přechází rozpouštědlo. Jako osmotický tlak Π pak definujeme takovou hodnotu přetlaku v prostředí, která bude právě postačovat k tomu, aby se zastavil přechod rozpouštědla přes semipermeabilní membránu. Hodnota osmotického tlaku je přímo úměrná teplotě a koncentraci rozpuštěné látky:

\Pi = c \cdot R\cdot T,

kde konstanta úměrnosti R je univerzální plynová konstanta 8,314 J·K-1·mol-1.


Odkazy[upravit | editovat zdroj]

Literatura[upravit | editovat zdroj]

  • HRAZDIRA, Ivo a Vojtěch MORNSTEIN. Lékařská biofyzika a přístrojová technika. 1. vydání. Brno : Neptun, 2001. 396 s. ISBN 80-902896-1-4.
  • MALIJEVSKÁ, Ivona, Anatol MALIJEVSKÝ a Josef NOVÁK. Záhady, klíče, zajímavosti očima fyzikální chemie. 1. vydání. Praha : Vydavatelství VŠCHT, 2004. 264 s. ISBN 80-7080-535-8.
  • NAVRÁTIL, Leoš a Jozef ROSINA, et al. Lékařská biofyzika. 1. vydání. Manus, 2001 (1. dotisk). 357 s. ISBN 80-902318-5-3.


Související články[upravit | editovat zdroj]

Externí odkazy[upravit | editovat zdroj]