कोलिगेटिव गुणधर्म कैलकुलेटर

परिणाम

वास्तविक विद्युत-अपघट्य आदर्श i के अनुमान से थोड़ा कम बदलाव दिखाते हैं, क्योंकि आयन एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं: 0.050 m पर NaCl लगभग i = 1.9 मापता है, 2 नहीं। निकट अनुमान के लिए "मापा गया" मान लें।

कोलिगेटिव गुणधर्म कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें

1. 1. मोड चुनें। "क्वथनांक या हिमांक" नया तापमान देता है; "ΔT से मोलर द्रव्यमान" मापे गए हिमांक या क्वथनांक से उल्टी गणना करता है; "परासरण दाब" Π = iMRT लागू करता है।
2. 2. विलायक चुनें। जल, बेंज़ीन, क्लोरोफ़ॉर्म, ग्लेशियल एसीटिक अम्ल और नाइट्रोबेंज़ीन के अंतर्निहित स्थिरांक हैं; यदि आपका विलायक सूची में नहीं है, तो "कोई अन्य विलायक" चुनें और उसका Kb या Kf तथा शुद्ध-विलायक का बिंदु टाइप करें।
3. 3. सांद्रता डालें। मोललता सीधे दें, या विलेय और विलायक के द्रव्यमान तथा विलेय का मोलर द्रव्यमान। परासरण दाब के लिए मोलरता इस्तेमाल करें, क्योंकि वह प्रति लीटर विलयन होती है।
4. 4. van 't Hoff गुणांक सेट करें। शक्कर जैसे आणविक विलेय के लिए 1, NaCl के लिए 2, CaCl₂ के लिए 3, या आयन-युग्मन के लिए "मापा गया" मान चुनें।

समीकरण

ΔTb = i × Kb × m

ΔTf = i × Kf × m

Π = i × M × R × T

कोलिगेटिव गुणधर्म घुले विलेय कणों की संख्या पर निर्भर करता है, उनकी पहचान पर नहीं। m मोललता है (प्रति किलोग्राम विलायक विलेय के मोल), M मोलरता (प्रति लीटर विलयन मोल), और i van 't Hoff गुणांक — हर सूत्र-इकाई से बनने वाले कणों की संख्या। K केवल विलायक का गुण है। विलेय क्वथनांक बढ़ाता है और हिमांक घटाता है; परासरण दाब वह दाब है जो विलायक को अर्धपारगम्य झिल्ली के पार विलयन की ओर बहने से रोकने के लिए चाहिए। Π के लिए T केल्विन में होना चाहिए, और R = 8.314 462 618 J/(mol·K), या 0.082 057 366 L·atm/(mol·K), सटीक है।

विलायक स्थिरांक

OpenStax Chemistry 2e की सारणी 11.2 से (सामान्य क्वथनांक और हिमांक 1 atm पर; स्थिरांक °C·kg/mol में):

van 't Hoff गुणांक

शक्कर जल में पूरी रहती है, इसलिए i = 1। NaCl, Na⁺ और Cl⁻ में टूटता है, इसलिए आदर्श i 2 है, और CaCl₂ 3 देता है। वास्तविक विद्युत-अपघट्य इससे कम रहते हैं, क्योंकि विपरीत आवेश वाले आयन जुड़ जाते हैं, और यह कमी सांद्रता के साथ बढ़ती है। OpenStax की सारणी 11.3 जलीय 0.050 m विलयनों के लिए मापे गए मान देती है:

हल किए गए उदाहरण

नमक वाला पानी कम तापमान पर जमता है (डिफ़ॉल्ट इनपुट)। जल में 1.00 m NaCl का विलयन, i = 2 लेकर: ΔTf = 2 × 1.86 × 1.00 = 3.72 °C, इसलिए यह −3.72 °C पर जमता है। वास्तविक 1 m NaCl विलयन लगभग 3.4 °C का मापा गया अंतर देता है, क्योंकि i 2 के बजाय लगभग 1.8 के निकट है।

क्वथनांक उन्नयन। बेंज़ीन में एक अवाष्पशील आणविक विलेय का 0.330 m विलयन: ΔTb = 1 × 2.53 × 0.330 = 0.835 °C, इसलिए यह 80.1 + 0.835 = 80.9 °C पर उबलता है। क्लोरोफ़ॉर्म में आयोडीन के लिए, 800.0 g CHCl₃ में 92.1 g I₂ (253.8 g/mol) 0.454 m है, ΔTb = 3.63 × 0.454 = 1.65 °C, और विलयन 62.9 °C पर उबलता है।

हिमांक अवनमन से मोलर द्रव्यमान। 55.0 g बेंज़ीन में घुले 4.00 g अज्ञात आणविक विलेय का हिमांक 5.5 °C के बजाय 2.32 °C है। ΔTf = 3.18 °C, m = 3.18 ÷ 5.12 = 0.621 mol/kg, n = 0.621 × 0.0550 kg = 0.0342 mol, और M = 4.00 g ÷ 0.0342 mol = 117 g/mol।

परासरण दाब। 37 °C (310.15 K, i = 1) पर 0.30 M ग्लूकोज़ विलयन: Π = 1 × 300 mol/m³ × 8.314 462 618 × 310.15 = 7.7 × 10⁵ Pa = 7.6 atm, जो रक्त के लगभग 7.7 atm परासरण दाब के निकट है। एक प्रोटीन के लिए, 22 °C पर 0.500 L में 10.0 g से 5.9 torr मिलता है, जो 3.2 × 10⁻⁴ M है, इसलिए मोलर द्रव्यमान लगभग 6.2 × 10⁴ g/mol है — परासरण दाब बड़े अणुओं के लिए उपयुक्त है, क्योंकि मोलरता बहुत छोटी होने पर भी दाब मापना आसान होता है।

सामान्य गलतियाँ

• मोलरता को मोललता की जगह लेना। हिमांक और क्वथनांक के सूत्र प्रति किलोग्राम विलायक के मोल का उपयोग करते हैं। परासरण-दाब सूत्र प्रति लीटर विलयन के मोल का उपयोग करता है।
• i भूल जाना। 1.00 m NaCl, 1.00 m शक्कर की तुलना में हिमांक को लगभग दोगुना घटाता है।
• Π में सेल्सियस लेना। Π = iMRT में तापमान केल्विन में है; कैलकुलेटर परिवर्तन करता है और परम शून्य या उससे नीचे के मान अस्वीकार करता है।
• वाष्पशील विलेय को उन्नयन मानना। क्वथनांक का सूत्र मानता है कि विलेय अवाष्पशील है। यदि वह भी वाष्पित होता है, तो क्वथनांक शायद न बढ़े।
• उच्च सांद्रता पर सूत्र लगाना। ये तनु विलयनों के लिए सीमित नियम हैं। लगभग 1 m से ऊपर, या प्रबल विद्युत-अपघट्यों के लिए, आदर्श परिणाम से विचलन की अपेक्षा करें।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

कोलिगेटिव गुणधर्म क्या हैं?

विलयन के वे गुणधर्म जो घुले कणों की पहचान नहीं, उनकी संख्या पर निर्भर करते हैं: वाष्प-दाब में कमी, क्वथनांक उन्नयन, हिमांक अवनमन और परासरण दाब। इनमें से हर एक विलेय की सांद्रता के समानुपाती है।

हिमांक अवनमन की गणना कैसे करें?

ΔTf = i × Kf × m। van 't Hoff गुणांक को विलायक के हिमांक स्थिरांक और मोललता से गुणा करें, फिर परिणाम को शुद्ध विलायक के हिमांक से घटाएँ। जल में 1.00 m शक्कर के लिए ΔTf = 1.86 °C है, इसलिए यह −1.86 °C पर जमता है।

van 't Hoff गुणांक क्या है?

एक सूत्र-इकाई विलयन में जितने कण बनाती है: ग्लूकोज़ के लिए 1, NaCl के लिए 2, CaCl₂ के लिए 3। मापे गए मान इन आदर्श मानों से थोड़े कम होते हैं, क्योंकि आयन जुड़ जाते हैं, खासकर सांद्र विलयनों में।

सड़कों पर नमक बर्फ़ क्यों पिघलाता है?

बर्फ़ पर पतली पानी की परत में नमक घुलने से उसका हिमांक घट जाता है, इसलिए बर्फ़ 0 °C से नीचे के तापमान पर पिघलती है। प्रभाव सीमित है: संतृप्त NaCl विलयन लगभग −21 °C से नीचे नहीं जमता, इसलिए कड़ाके की ठंड में नमक काम करना बंद कर देता है।

हिमांक अवनमन से मोलर द्रव्यमान कैसे निकालूँ?

शुद्ध और मापे गए हिमांक से ΔT निकालें, फिर m = ΔT ÷ (i × Kf)। m को विलायक के किलोग्राम से गुणा करें ताकि विलेय के मोल मिलें, और विलेय के द्रव्यमान को उन मोलों से भाग दें।

मोलरता और मोललता में क्या अंतर है?

मोलरता प्रति लीटर विलयन मोल है और तापमान से बदलती है, क्योंकि आयतन बदलता है। मोललता प्रति किलोग्राम विलायक मोल है और नहीं बदलती। क्वथनांक और हिमांक गणना मोललता लेती है; परासरण दाब मोलरता।