Frostskyddsmedel, njurdialys och användning av bergsalt för att göra glass verkar inte som om de skulle ha någonting gemensamt. Men de är alla beroende av lösningar av kolligativa egenskaper. Dessa egenskaper är de fysikaliska egenskaperna hos lösningar som bara beror på förhållandet mellan antalet partiklar av lösningsmedel och lösningsmedel (t.ex. salt i vatten) i lösning och inte på lösningsmedlets identitet.

Människokroppen celler, växtceller och lösningar som frostskyddsmedel och glass beror på kolligativa egenskaper.

TL; DR (för länge, läste inte)

För länge, läste inte (TL ; DR)

Det finns fyra kolligativa egenskaper: ångtryck, kokpunkt, fryspunkt och osmotiskt tryck. Dessa fysikaliska egenskaper hos lösningar beror endast på förhållandet mellan antalet partiklar av lösningsmedel och lösningsmedel i lösning och inte på vad lösningen är.

Minska ångtrycket genom att tillsätta en lösning

A lösningsmedel (såsom vatten) har ett ångtryck betecknat med pl. Detta är lika med en atmosfär av tryck.

Vid jämvikt har gasfasen (såsom vattenånga) över lösningsmedlet ett partialtryck som är lika med pl. Att tillsätta ett lösningsmedel (som bordsalt, NaCl) minskar partielltrycket av lösningsmedlet i gasfasen. Minskningen i ångtryck orsakas av lösningsmedelsmolekylerna på ytan av lösningen som ersätts av lösta molekyler. Lösningsmolekylerna "fördröjer" förångning. Eftersom det finns mindre lösningsmedelsmolekyler på ytan minskar ångtrycket.

Kokpunktshöjd i en blandning

Koka upp lösningsmedel i huvudsak förångar lösningsmedlet. Kokpunktshöjning eller ökning av temperaturen vid vilken lösningsmedlet kokar, sker av liknande skäl som ångtrycksdepression. Den ökade mängden lösningsmedel på ytan hämmar förångningen av lösningsmedlet, så det kräver mer energiingång för att uppnå kokpunkten.

Detta förutsätter att lösningsmedlet är icke-flyktigt, det vill säga det har en låg ånga tryck vid rumstemperatur. Ett flyktigt lösningsmedel med lägre kokpunkt än lösningsmedlet kan faktiskt trycka på kokpunkten. Bensen är ett exempel på en flyktig organisk förening (VOC).

Fryspunktsdepression i en blandning

Fryspunkten för en lösning kommer att vara lägre än den för det rena lösningsmedlet. Fryspunkten är den temperatur vid vilken en vätska blir fast vid 1 atmosfär. Fryspunktsdepression innebär att frysningstemperaturen sänks. Detta innebär att vätskan måste vara kallare för att uppnå frysning. Anledningen till detta inträffar är att närvaron av ett lösningsmedel introducerar mer störning i systemet än vad som var närvarande med bara lösningsmedelsmolekylerna. Därför måste blandningen vara kallare för att övervinna effekterna av det mer oordnade systemet.

En praktisk tillämpning av denna kolligativa egenskap är fordonsfrysskydd. Fryspunkten för en 50/50 lösning av etylenglykol (CH _{2 (OH) CH 2 (OH)) är -33 grader (-27,4 grader Fahrenheit), jämfört med 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit). Antifreeze läggs till i bilens radiator så att bilen måste utsättas för mycket lägre temperaturer innan vattnet i bilens system fryser.}

Osmotiska tryckökningar för lösningar

Osmos uppstår när lösningsmedelsmolekylerna rör sig genom ett semipermeabelt membran. En sida av membranet kan innehålla lösningsmedel, och den andra sidan av membranet skulle innehålla lösningsmedel. Rörelse av lösningsmedel sker från ett område med högre koncentration till ett område med lägre koncentration eller från högre kemisk potential för att minska kemisk potential tills en jämvikt uppnås. Detta flöde uppträder naturligt, så en viss inmatning av tryck på lösningsmedelsidan måste appliceras för att stoppa flödet.

Det osmotiska trycket är trycket som skulle stoppa flödet. Osmotiskt tryck ökar vanligtvis för lösningar. Ju mer lösta molekyler finns, desto mer pressas lösningsmedelsmolekylerna samman. Närvaron av lösta molekyler på ena sidan av membranet innebär att färre lösningsmolekylära molekyler kan passera in i lösningssidan. Det osmotiska trycket är direkt relaterat till koncentrationen av lösningsmedel: mer solut translaterar till ett högre osmotiskt tryck.

Kolligativa egenskaper och Molalitet

Kolligativa egenskaper är alla beroende av molaliteten (m) hos en lösning. Molalitet definieras som mol av lösningsmedel /kg lösningsmedel. Ju mer eller mindre av ett lösningsmedel som är närvarande i förhållande till lösningsmedlet kommer att påverka beräkningarna av de fyra kolligativa egenskaperna som skisseras ovan.