Solution

สมบตั คิ อลลเิ กทฟี มี 4 ชนิด 1. การลดต่าํ ลงของความดนั ไอ 2. การสูงข้ึนของจุดเดือด 3. การลดต่าํ ลงของจุดเยอื กแขง็ 4. ความดนั ออสโมติก

1. การลดตาํ่ ลงของความดนั ไอ - ถ้าสารละลายมี solute ทไ่ี ม่ระเหย จากกฎของราอูลท์ Psoln = xsolvent . P0solvent พบว่า  ผวิ หน้าสารละลายมจี ํานวนโมเลกลุ ของตัวทาํ ละลาย น้อยลง เพราะมี solute ปนอยู่

การลดตา่ํ ลงของความดนั ไอ

การหาความดนั ไอทล่ี ดตา่ํ ลง Pสารละลาย = x1P10 แต่ x1 + xx22 = 1 ให้ = x1 เศษส่วนโมลของ solute = 1(1--xx22) P10 ∴ = Pสารละลาย = P10 - x2P10 P10 - Pสารละลาย = x2P10 ∆ P = x2P10 ← ความดันไอของ สารละลายทล่ี ดตา่ํ ลง 1 = ตวั ทําละลาย 2 = ตวั ถกู ละลาย (ไมร่ ะเหย)

ตวั อย่าง สารละลายประกอบด้วยซูโครส (C12H22O11) หนัก 68 g ในนํา้ 1 kg ทอ่ี ณุ หภูมิ 28oC จงหา ก. ความดนั ไอที่ลดต่าํ ลง ∆ P = x2P10 ข. ความดนั ไอของสารละลายเม่ือความดนั ไอของน้าํ บริสุทธ์ิท่ีอุณหภมู ิน้ีมีค่าเท่ากบั 28.35 torr (C = 12, H = 1, O = 16)

2. การสูงขนึ้ ของจุดเดอื ดและการลดตา่ํ ลงของจุดเยอื กแขง็ เมอื่ Pสารละลาย ลดตาํ่ ลง  จุดเดอื ดและจุดเยอื กแขง็ ของสารละลายจะเปลย่ี นไป -นํา้ บริสุทธ์ิ จุดเดอื ดท่ี Tb → T′b จุดเยอื กแขง็ ที่ Tf → T′f ∴ b.p. ของ solvent สูงขนึ้ , ∆ Tb = T′b - Tb f.p. ,, ลดตา่ํ ลง, ∆ Tf = Tf - T′f



∆ Tb & ∆ Tf ∝ โมแลลติ ขี องสารละลาย ∆ Tb = Kb × m ∆ Tf = Kf × m เมื่อ m = โมแลลิตีของสารละลาย Kb = คา่ คงที่ ( b.p. ของ solution ท่ีเพิม่ ข้ึน เม่ือ solute 1 โมล ละลาย ในตวั ทาํ ละลาย 1 kg) Kf = ค่าคงท่ี ( f.p. ของ solution ที่ลดต่าํ ลง เม่ือ solute 1 โมล ละลาย ในตวั ทาํ ละลาย 1 kg) คา่ Kb , Kf เป็นคา่ คงท่ีของแต่ละตวั ทาํ ละลาย

ตวั อยา่ ง สารละลายใดๆใน solvent ชนิดเดียวกนั solute ชนิดใดกไ็ ดท้ ี่ไม่ระเหย & ไม่แตกตวั 1 โมลใน solvent 1 kg จะมี b.p. และ f.p. เท่ากนั หมด ∆ Tb = Kb × m ∆ Tf = Kf × m

ตวั อย่าง จงหา b.p. ของสารละลายซ่ึงประกอบด้วยสาร หนัก 28.0 กรัม (MW=64) ละลายนํา้ 850 กรัม และนํา้ บริสุทธ์ิเดอื ดท่ี 99.8oC (Kb ของนํา้ = 0.51oC/mol) -TTb b = Kb m ∆ × T′b

ตวั อย่าง เมอื่ ตวั ถูกละลายไม่ระเหยและไม่แตกตวั หนัก 4. 50 g ละลายในนํา้ 125 g ได้สารละลายซ่ึงมี f.p. - 0.372 oC จงหานํา้ หนักโมเลกลุ ของตวั solute ( Kf ของนํา้ = - 1.86 oC/mol ) T∆f - TT′ff = Kf × m

3. ความดนั ออสโมตกิ (π) = ผลต่างของความสูงของลาํ ของเหลวของสารละลาย & ตวั ทาํ ละลาย ∝ ความเข้มข้นของสารละลาย ( π ∝ C ) Van’t Hoff พบว่า π = CRT π = ความดนั ออสโมตกิ , บรรยากาศ C = ความเข้มข้นของสารละลาย , mol/dm3 = n / V R = ค่าคงทข่ี องแก๊ส = 0.0821 dm3atm/K mol T = อณุ หภูมิ , K ∴ πV = nRT



• molo.concord.org/database/ activities/72.html

ตวั อย่าง ทอ่ี ุณหภูมิ 4 oC สารละลายท่มี ี ฮีโมโกบนิ หนัก 80 กรัม ในสารละลาย 1 dm3 มี ความดนั ออสโมตกิ 0.026 atm จงหานํา้ หนักโมเลกลุ ของฮีโมโกบนิ π = 0.026 atm πV = nRT πV = 80 RT MW n = 80 / MW mol/dm3 MW = 80RT R = 0.0821 dm3atm/K mol πV T = 277 °K MW = 80 × 0.0821 × 277 0.026 × 1

สารละลายอเิ ลก็ โทรไลต์ (Electrolyte solution) สารอเิ ลก็ โทรไลต์ : สารทแ่ี ตกตวั เป็ นไอออนเมอ่ื อยู่ ในนํา้ 1. สารอเิ ลก็ โทรไลต์แก่ ( แตกตวั 100% )  กรดแก่ เบสแก่ เกลอื ทล่ี ะลายนํา้ ได้ดี 2. สารอเิ ลก็ โทรไลต์อ่อน  กรดอ่อน เบสอ่อน เกลอื ทล่ี ะลายนํา้ ได้น้อย 3. สารนอนอเิ ลก็ โทรไลต์ ( ไม่แตกตวั ) สารอเิ ลก็ โทรไลต์ + นํา้  สารละลาย อเิ ลก็ โทรไลต์

สมบตั คิ อลลเิ กทฟี ของสารละลายอเิ ลก็ โทรไลต์ HCl H+ + Cl- สารละลายนอนอิเลก็ โทรไลต์ สารละลายอิเลก็ โทรไลตแ์ ก่ สาร m ∆ Tf , °C สาร m ∆Tf , °C กลเี ซอรีน 0.100 0.187 HCl 0.100 0.352 ซูโครส 0.100 0.188 KNO3 0.100 0.331 เดกซ์โทรส 0.100 0.186 KCl 0.100 0.345 ซูโครส 0.200 0.376 Na2SO4 0.100 0.434 เดกซ์โทรส 0.200 0.372 CaCl2 0.100 0.4940 เดกซ์โทรส 0.300 0.558 NiCl2 0.100 0.538

HCl → H+ + Cl- ก่อนแตกตัว 0.100 - - โมล หลงั แตกตัว - 0.100 0.100 โมล 0.200 โมล / 1 HCl ∆ Tf = Kf. m = 1.80 °C/m × 0.200m = 0.372 °C

NaCl  Na+ + Cl- ion+ / ion- = 1 / 1 ∆ Tf  2 เท่าของ ∆ Tf ของ สารละลายนอนอเิ ลก็ โตรไลต์ ทค่ี วามเข้มข้นเดยี วกนั Na2SO4  2Na+ + SO42- ion+/ion- = 1/2 หรือ 2/1 ∆ Tf  3 เท่าของ ∆ Tf ของ สารละลายนอนอเิ ลก็ โตรไลต์ ทคี่ วามเข้มข้นเดียวกนั แต่ในความเป็ นจริง ค่าทวี่ ดั ได้น้อยกว่าค่าจากการคาํ นวณ

Van’t Hoff factor P = i Xsolute .P0solv ∆Tf = i Kf.m ∆ Tb = i Kb.m π = i MRT i= ค่า ∆Tf ทว่ี ดั ได้ของสารละลายอเิ ลก็ โทรไลต์ ค่า ∆Tf ทคี่ าํ นวณได้ของสารละลายนอนอเิ ลก็ โทรไลต์

i factor ของสารละลายทคี่ วามเข้มข้นต่างๆ สาร จํานวน i factorท่คี วามเข้มข้น ion 0.1 0.01 0.001 เจือจาง กลูโคส 1 111 1 NaCl 2 1.87 1.94 1.97 2.00 MgSO4 2 1.21 1.53 1.82 2.00 K2SO4 3 2.32 2.69 2.84 3.00

i factor และปริมาณการแตกตวั เป็ น ion i-1 α= v-1 ปริมาณสารทแ่ี ตกตวั = ปริมาณสารเริ่มต้น i = i factor v = จํานวน ion ทเ่ี กดิ จากการแตกตวั ของตวั ถูกละลาย

ตวั อย่าง NaCl มี i factor 1. 87 และมจี ํานวน ion ทเ่ี กดิ จาก การแตกตวั ตามสูตรต่อ NaCl 1 สูตร = 2 α= 1.87 - 1 2-1 = 0.87 % α = 0.87 x 100 = 87