ว่าด้วยเรื่อง Colligative Properties ep.1/2
Colligative properties คือ สมบัติของระบบที่เป็นสารละลาย (มีสารสองชนิดขึ้นไปผสมกันอยู่เป็นเนื้อเดียวกัน) ที่ว่าถ้ามีสิ่งแปลกปลอมละลายอยู่ในตัวทำละลาย จะทำให้สมบัติบางอย่างของตัวทำละลายนั้นเปลี่ยนไป
มีสี่อย่างด้วยกัน คือ
1) สารเดือดยากขึ้น
2) สารเยือกแข็งยากขึ้น
3) ความดันไอลดลง
4) เกิดสิ่งที่เรียกว่าความดันออสโมติก
รูปภาพจาก http://surfguppy.com/col.../colligative-properties-solution/
ตอน ม ปลาย พวกเราจะได้เรียนกันมาแค่ (1) กับ (2) จากนั้นค่อยมาเรีย (3) กับ (4) เพิ่มตอนมหาวิทยาลัย ซึ่งจริงๆ "ความดันไอลดลง (3)" เป็นสาเหตุให้เกิดปรากฎการณ์ "สารเดือดยากขึ้น (1)"
โดย"สิ่งแปลกปลอม" ที่จะมาละลายอยู่ในตัวทำละลายจะต้องเป็นพวกที่ไม่ระเหยเป็นไอ (non-volatile) เท่านั้น
ทำให้โจทย์ colligative ที่เราเจอๆกันมาตอน ม ปลายเป็นกลูโคสละลายน้ำบ้าง NaCl ละลายน้ำบ้าง แต่ไม่พูดถึง EtOH ละลายน้ำบ้างเลย
โดยเงื่อนไขเพิ่มเติมก็คือ เจ้า"สิ่งแปลกปลอม"นี้ต้องละลายเป็นเนื้อเดียวกับตัวทำละลาย นั่นทำให้เราไม่เคยเจอโจทย์ colligative ที่ให้หาจุดเดือดน้ำในคลอง(ซึ่งมีฝุ่นละออง เศษดิน อนุภาคไมครอนลอยปนอยู่ทั่ว) หรือนม หรือสบู่ละลายน้ำ เพราะพวกนี้เป็นคอลลอยด์ ไม่ใช่สารละลาย
และเม็ดทรายหรือไม้จิ้มฟัน ต่อให้เราเทลงในตัวทำละลายก็ไม่ทำให้จุดเดือดมันเพิ่มขึ้นหรอกนะ! ก็เพราะว่าไม่มัน'ละลาย'ไปกับน้ำไงล่ะ!
มองเผินๆจะเห็นว่า "ขนาด" ของสิ่งแปลกปลอมนั้นสำคัญ แต่จริงๆแล้วมันคือ interaction ระหว่างสิ่งแปลกปลอมกับตัวทำละลายต่างหากที่สำคัญ
เงื่อนไขของ colligative ยังมีอีก
- ideal solution : แปลว่าต้อง no interaction ระหว่างสิ่งแปลกปลอมกับตัวทำละลาย
- เมื่อ no interaction สิ่งที่ตามมาก็คือจะไม่เกิด heat of mixing (ซึ่งไม่มีกรณีละลายสารตัวไหนแล้ว no heat of mixing) และ no volume change ( ซึ่งก็ไม่มีจริงอีก)
ตรงนี้มีความย้อนแย้งอยู่ ก็คือถ้าสิ่งแปลกปลอมกับตัวทำละลาย no interaction กันจริง สารก็จะไม่ละลายในตัวทำละลายเพราะการละลายเป็นเนื้อเดียวเกิดจาก like dissolves like นั่นแปลว่ามัน "มี" interaction ระหว่างตัวทำและตัวถูกละลาย
ดังนั้นมาถึงตรงนี้ก็พอจะกล่าวได้ว่า Colligative property ตั้งอยู่บนกรณีที่อุดมคติมากๆ และไม่มีระบบจริงใดๆเป็นแบบนั้น 100%
แต่ก็พอจะมีระบบจริงที่มีลักษณะใกล้เคียงกับอุดมคตินั้นอยู่บ้าง เช่นพวก dilute solution ของ non-volatile solute ซึ่งก็พอจะอลุ่มอล่วย แกล้งปิดตาข้างนึงแล้วมองพวกนี้เป็น ideal solution ได้อยู่ ทำให้เราใช้หลัก Colligative มาคำนวณสมบัติจุดเดือดใหม่ จุดเยือกแข็งใหม่ได้ แต่ก็ต้องยอมรับความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยที่เกิดขึ้นตามมา
แต่อันที่จริง การคำนวณใดๆล้วนแล้วแต่เป็นการทราบค่าโดยประมาณเท่านั้น เพราะในโลกความเป็นจริง ไม่มีสิ่งใด ideal เลยสักกะอย่าง ที่เราพอจะทำได้คือยอมมองข้ามเรื่องเล็กน้อยบางอย่างไป เพื่อให้การคิดคำนวณทำได้ง่ายขึ้น
#ชีวิตก็เช่นกัน
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
