Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Vereb György

Általános és bioszervetlen kémia

Az oldatok gőznyomása: fagyáspontcsökkenés és forráspont-emelkedés

A nem illékony oldott anyagot tartalmazó oldatok gőznyomása mindig kisebb, mint a tiszta oldószer gőznyomása. Ez az oldott anyag és az oldószer kölcsönhatásának tulajdonítható és magyarázható a párolgás kinetikus elméletével is. Az oldószer és az oldott anyag kölcsönhatásaival az oldószermolekulák egy része „kötött" állapotba kerül, s ezzel csökken a gőztérbe kilépni képes ,,szabad” oldószer-molekulák száma, ami az oldat kisebb gőznyomásában nyilvánul meg.

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1438aebszk_816/#m1438aebszk_816 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1438aebszk_816/#m1438aebszk_816)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1438aebszk_816/#m1438aebszk_816)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

67. ábra. A víz (vastag vonal) és egy nem illékony oldott anyagot tartalmazó vizes oldat (vékony vonal) fázisdiagramja (nem méretarányos). tfv víz fagyáspontja; tfo - oldat fagyáspontja; tbv - víz forráspontja; tbo - oldat forráspontja; ∆tf az oldat fagyáspontcsökkenése; ∆tb az oldat forráspontemelkedése

Az 67. ábra az oldószer és az oldat fázisdiagramját mutatja be. Látható, hogy az oldat gőznyomása bármely hőmérsékleten alacsonyabb, mint az oldószeré. Azon a hőmérsékleten, amelyen a tiszta oldószer forr, az oldat gőznyomása még kisebb, mint 0,1 MPa. Ezért az oldatot tovább kell melegíteni, hogy gőznyomása a 0,1 MPa-t elérje, következésképpen az oldat forráspontja magasabb, mint az oldószeré.

Az oldatnak az oldószernél kisebb gőznyomása miatt az oldat gőznyomásgörbéje a szilárd oldószer szublimációs görbéjét a hármaspont alatt metszi. Az oldat fagyáspontja tehát alacsonyabb, mint a tiszta oldószer fagyáspontja.

Az oldatok gőznyomáscsökkenése Raoult törvényével is leírható. Ha А oldószerben B nem illékony anyagot oldunk, akkor

, ezért az oldat gőznyomása (Poldat) az oldószer móltörtjével (XA) és tiszta állapotban mért gőznyomásával (

) arányos:

Az oldott anyag jelenléte miatt az oldószer móltörtje

, ezért az oldat gőznyomása kisebb, mint az oldószer gőznyomása. Az oldószer és az oldat gőznyomása közötti különbség a móltörtek felhasználásával számítható:

, ezért

Az oldat gőznyomáscsökkenése egyenesen arányos az oldott anyag mennyiségével (molekulák számával) és független az oldott anyag minőségétől. Az oldat fagyáspontcsökkenése és forráspont-emelkedése szintén a gőznyomáscsökkenés következménye, ezért a fagyáspontcsökkenés és a forráspont-emelkedés csak az oldószerben feloldott anyag móijainak számától függ. Az oldat azon tulajdonságait, amelyek az oldott anyag móljainak számával arányos, de független az oldott anyag minőségétől, kolligatív tulajdonságoknak nevezzük.

Ideális esetben bármely oldott anyag mólnyi mennyisége adott mennyiségű oldószerben a kolligatív tulajdonságok azonos mértékű megváltozását eredményezi. A kolligatív tulajdonságok jellemzésére a koncentrációegységek közül a molalitás és a móltört használható előnyösen. Ezek a koncentrációegységek az oldott anyag móljainak számát adják meg adott mennyiségű oldószerre és függetlenek a hőmérséklettől.

Az oldatok fagyáspontcsökkenése (∆tf) vagy forráspont-emelkedése (∆tb) és az oldat molalitása (m) között az összefüggés:

∆tf = Kfm ,

∆tb = Kbm .

Kf és Kb (arányossági tényezők) az oldószer anyagi minőségére jellemző állandók:

search	(egysége: °C kg/mol) ,
search	(egysége: °C kg/mol) .

Kf és Kb definíció szerint 1 kg oldószerben 1 mol oldott anyag által létrehozott fagyáspontcsökkenés vagy forráspont-emelkedés. Ezt a hőmérséklet-különbséget molálisfagyáspontcsökkenésnek vagy molálisforráspont-emelkedésnek is nevezzük. A különböző oldószerek Kf és Kb értékei eltérnek egymástól (25. táblázat).

25. táblázat. Oldószerek moláris forráspont-emelkedése és fagyáspontcsökkenése

Oldószer	Kb (°C kg/mol)	Kf (°C kg/mol)
Víz	0,512	1,86
Benzol	2,53	4,90
Szén-tetraklorid	5,03	32,00
Naftalin	–	6,80
Etanol	1,22	–

Vizes oldatok fagyáspontcsökkenése és forráspont-emelkedése az oldat molalitásának ismeretében az alábbi egyenletekkel számítható:

∆tf = 1,86 m ,

∆tb = 0,512 m .

Az oldat fagyáspontja (tfo) az oldószer fagyáspontjából (tfv) és a fagyáspontcsökkenésből (∆tf) számítható:

tfo = tfv – ∆tf

Hasonló módon az oldat forráspontja (tbo) az oldószer forráspontjából (tbv) és a forráspont-emelkedésből (∆tb) számítható:

tbo = tbv – ∆tb

Példa

1 kg vízben 0,5 mol fruktózt, 0,5 mol glükózt, 0,5 mol laktózt, 0,5 mol maltózt és 0,5 mol szacharózt oldunk. Mennyi lesz a vizes oldat fagyáspontja és forráspontja?

A fagyáspontcsökkenés és forráspont-emelkedés az oldott anyag móljainak számától függ és független az oldott anyag minőségétől. (Mivel ötféle cukrot oldottunk, az 1 kg oldószerben 5-0,5 mol az oldott anyag mennyisége, tehát az oldat molalitása 2,5 mol/kg.)

A molalitás, valamint fagyáspontcsökkenés (∆tf) és forráspont-emelkedés (∆tb) közötti vizes oldatokban fennálló összefüggés alapján:

∆tf = 1,86 °C kg/mol 2,5 mol/kg=4,65 °C,

∆tb = 0,512 °C kg/mol 2,5 mol/kg = 1,28 °C.

Az oldat fagyáspontja:

tfo = tfv – ∆tf = 0°C-4,65 °C=-4,65°C.

Az oldat forráspontja:

tbo = tbv – ∆tb = 100 °C+1,28 °C = 101,28 °C.

Tartalomjegyzék

ÁLTALÁNOS ÉS BIOSZERVETLEN KÉMIA
Impresszum
Az Olvasóhoz
chevron_rightÁltalános kémia
- chevron_rightKémiai alapfogalmak
- chevron_rightAz atomok elektronszerkezete és a periódusos rendszer
  - chevron_rightA kvantumelmélet alapjai
    - A fény hullámtermészete
    - Az elektronhullámok és a kvantummechanika
  - chevron_rightSzínképek
    - Emissziós és abszorpciós színképek
    - Atomszínképek
  - A hidrogénatom Bohr-féle modellje
  - chevron_rightA kvantummechanikai atommodell
    - Kvantumszámok
    - Atomorbitálok
  - chevron_rightTöbbelektronos atomok elektronszerkezete
    - Az elektronhéjak energiaszintje
    - Az elektronhéjak felépülésének törvényei
  - chevron_rightAz elemek periódusos rendszere
  - chevron_rightPeriodikus tulajdonságok
- chevron_rightA molekulák szerkezete
  - chevron_rightAz elsődleges kémiai kötés alaptípusai
    - A férnes kötés
    - Az ionkötés
    - chevron_rightA kovalens kötés
      - Kovalens kötéshossz és kötési energia
  - chevron_rightÁtmenet a kötéstípusok között
    - Elektronegativitás
  - chevron_rightA kovalens kötés elmélete
    - chevron_rightA vegyértékkötés-elmélet
    - chevron_rightA molekulaorbitál-elmélet
      - Kétatomos molekulák molekulaorbitáljai
      - Többszörös kötések, delokalizált molekulapályák
  - chevron_rightMásodlagos kémiai kötések
- chevron_rightHalmazállapotok
  - chevron_rightGázhalmazállapot
  - chevron_rightFolyékony és szilárd halmazállapot
- chevron_rightOldatok és kolloidok
- chevron_rightA víz és a vizes oldatok
- chevron_rightKémiai egyensúlyok
- chevron_rightKémiai termodinamika
- chevron_rightReakciókinetika
  - chevron_rightReakciósebesség és reakciómechanizmus
  - chevron_rightHőmérséklet és reakciósebesség
    - Ütközési elmélet
    - chevron_rightAz átmeneti állapot (aktivált komplex) elmélete
      - Kémiai reakciók energiaváltozása
  - chevron_rightTöbb elemi lépésből álló reakciók
  - chevron_rightKatalízis
    - Homogén katalízis
    - Heterogén katalízis
- chevron_rightElektrokémia
  - chevron_rightA redoxifolyamatok áttekintése
  - chevron_rightAz elektrokémia alapjai
- chevron_rightA redoxifolyamatok termodinamikája
  - A Nernst-egyenlet
  - Redoxifolyamatok az anyagcserében
- chevron_rightAz elektrokémia gyakorlati alkalmazásai
chevron_rightBioszervetlen kémia
- chevron_rightKomplex vegyületek
- Az élethez szükséges elemek áttekintése
- chevron_rightAz alkálifémek szerepe biológiai rendszerekben
- chevron_rightA magnézium és a kalcium biológiai jelentősége
  - chevron_rightA magnézium bioszervetlen kémiája
    - Magnéziumkomplexek
  - chevron_rightA kalcium élettani szerepe
- chevron_rightAz átmenetifémek komplexei
  - chevron_rightA vas biológiai jelentősége
    - chevron_rightA vas szerepe az oxigénkötésben és az oxigéntranszportban
    - chevron_rightVas–kén fehérjék biológiai funkciói
      - Citokrómok
      - Kataláz, peroxidáz, citokróm-P450
    - chevron_rightVasanyagcsere
  - chevron_rightA réz biológiai jelentősége
    - chevron_rightA réz biokémiai evolúciója. Fontosabb rézfehérjék
    - chevron_rightRézfehérjék az elektrontranszportban
    - chevron_rightA rézanyagcsere és zavarai
      - Wilson-kór
      - Menkes-kór
  - chevron_rightA cinkcsoport elemeinek biológiai jelentősége
    - chevron_rightA cink biológiai funkciói
      - Cinkenzimek szerkezete
      - „Cinkujj” fehérjék szerkezete
  - Metallotioneinek és funkciójuk
  - chevron_rightA molibdén és a mangán biológiai szerepe
    - Molibdénkomplexek
    - Mangánkomplexek
  - A vanádium, króm, kobalt és nikkel élettani hatása
  - A platinakomplexek daganatellenes hatása
- chevron_rightAz alumínium- és az óncsoport elemeinek biológiai szerepe
  - Az alumínium hatása az emberi szervezetre
  - Óncsoport: germánium, ón, ólom
- chevron_rightA szilíciumvegyületek biológiai szerepe
- chevron_rightA nitrogén és foszfor szerepe a biológiai rendszerekben
- chevron_rightAz oxigéncsoport elemeinek biológiai jelentősége
  - chevron_rightAz oxigén bioszervetlen kémiája
  - chevron_rightA szelén biológiai jelentősége
    - A szelénvegyületek élettani hatásai
- chevron_rightA halogének bioszervetlen kémiája
chevron_rightIrodalom a bioszervetlen kémia fejezeteihez
Rendszám- és atomtömeg-táblázat

Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 705 1

Orvostudomány

A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.

Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero