용액의 총괄성 (colligative properties)

 용질 입자가 녹아있는 용액의 물리적 성질은 순수한 용매와 다르다.
  하지만 용액의 중요한 네 가지 성질들의 차이를 나타내는 것은 용질 입자의 화학적 성질이 아닌.
입자의 수이다.
 총괄성(colligative properties)이라 부르는 성질은 증기압 내림, 끓는점 오름, 어는점 내림, 삼투압이다.

Link - 증기압 내림
LInk - 끓는점 오름
LInk - 어는점 내림
Link - 삼투압

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휘발성 비전해질 용액

 용질이 휘발성이라면 증기 상에 용질과 용매 분자가 함께 존재한다. 그렇다면 증기압에 어떤 영향을 미칠것인가.

먼저, 라울의 법칙에 의해

,

가 된다.
여기서 와 는 용액에서의 몰분율을 말한다.

 돌턴의 부분압력 법칙에 의해 총 증기압은 부분증기압의 합이므로

 

 

 

 

 비휘발성 용질이 용매의 몰분율을 1보다 작게 만들어 용매의 증기압을 낮추었던 것과 마찬가지로 휘발성 성분은 각 성분의 몰분율을 1보다 낮추어 상대 성분의 증기압을 낮춘다.

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강전해질 용액

 강전해질 용액의 총괄성을 생각할 때, 용질의 화학식으로부터 입자의 수를 알 수 있다. 0.05 NaCl용액의 끓는점 오름()은 NaCl이 해리되어 두 입자가 되므로, 0.05 포도당 용액의 두배로 될 것이다. 따라서 전해질 용액의 총괄성을 나타날 때 식에는 곱셈인자가 들어간다. 네덜란드의 물리화학자인 반트 호프(Hoff, Jacobus Henricus van't, 1852-1911)의 이름을 따서 만든 반트 호프 인자()는 비전해질 용액의 총괄성의 기대치에 대한 전해질 용액의 측정치의 비이다.

 = 전해질 용액의 측정치 / 비전해질 용액의 기대치

강전해질 용액의 총과성은 계산할 때 반트 호프 인자를 식에 넣는다.

증기압 내림
 

끓는점 오름
 

어는점 내림
 

삼투압
 

 강전해질 용액이 이상적으로 거동하면 인자 는 용액 중의 입자의 양(몰수)를 용해된 용질의 양(몰수)로 나눈 값이 된다. 즉 NaCl 은 =2, 는 =3 이다. 하지만 실험에 의하면 강전해질 용액은 이상용액이 아니다. 즉, 0.05 NaCl 용액와 0.05 포도당 용액을 비교하면 =1.9 이다.  반트 호프 인자의 측정치는 보통 화학식으로 예상한 값보다 작다. 이것은 이온들이 독립된 인자로 행동하고 있지 않음을 알 수 있다.
 각 화합물에 대한 반트 호프 입자()에 대한 값은 다음 표에 있다.

 

용질	예상치	실제값
	4.0	3.4
	2.0	1.3
	3.0	2.7
	2.0	1.9
	2.0	1.9
포도당()	1.0	1.0