1. 용액의 총괄성 (Colligative Property)
ㅇ 용액의 물리적 성질 중에, 용질의 종류가 아니라 용질 입자의 수에 의존하는 성질
- 용질 종류와는 무관하고, 오로지 용질 입자 개수에 의해서만 결정되는 성질
2. 총괄성의 대표적인 성질
ㅇ 증기압 내림 (Vapor Pressure Lowering)
- 비 휘발성 용질이 녹으면, 용매 분자의 표면 이탈이 줄어, 용액의 증기압이 순수 용매 보다 낮아짐
. 용질 입자가 많을수록, 용매의 몰분율이 작아져, 증기압 내림이 커짐
ㅇ 끓는점 오름 (Boiling Point Elevation)
- 용질이 녹아 증기압이 낮아지므로, 대기압과 같아지기 위해, 더 높은 온도가 필요
. 따라서, 용액의 끓는점은, 순수 용매 보다 높아짐
ㅇ 어는점 내림 (Freezing Point Depression)
- 용질이 녹아 용매가 규칙적인 고체 구조를 이루는 것을 방해하여, 액체가 고체로의 어는점이 낮아짐
. 용질 입자가 많을수록, 어는점 내림이 커짐
ㅇ 삼투압 : 용액과 용매 사이에 반투막을 두고 생기는 압력 차이
- 삼투 현상 (Osmosis)
. 농도가 다른 두 용액이 반투막으로 분리되어 있을 때,
. 농도가 낮은 용액의 용매가, 농도가 높은 용액 쪽으로 이동하는 현상
ㅇ 삼투압 (Osmotic Pressure)
- 반투막을 사이에 둔 용액과 순수 용매 사이에서 삼투를 막기 위해, 용액 쪽에 가해야 하는 압력
. 용질 입자 농도가 높을수록, 삼투압이 커짐
- 삼투 현상 (Osmosis)
. 반투막으로 분리된 저 농도 용액(또는 순수 용매)에서 고 농도 용액 쪽으로 용매가 이동하는 현상
. 용질은 통과하지 못하고, 용매 만 선택적으로 통과할 수 있는 경우에 발생
3. 총괄성의 핵심 원리
ㅇ 용질 입자가 많아질수록 용매 분자의 활동을 방해하여,
- 증기압을 낮추고, 끓는점과 어는점을 변화시키며, 삼투압을 발생시키는 등
※ 즉, 용질의 농도가 높을수록, 입자의 수가 많을수록, => 총괄성의 변화가 커짐
4. 총괄성의 응용 例)
ㅇ 어는점 내림 현상을 이용 : 겨울철 도로에 염화칼슘을 뿌려 어는점을 낮춤
ㅇ 삼투압 현상을 이용 : 김장할 때 배추를 소금에 절여 삼투압을 이용하여 배추의 수분을 제거
4. 라울의 법칙 (Raoult's Law)
ㅇ 비 휘발성 용질이 녹아있는 용액의 증기압이 낮아짐에 대한 비례 법칙
ㅇ 용액의 증기압 내림은 용질의 몰분율에 비례 함
- 사실상, 증기압 내림은, 용액 내 용질의 입자 수에 의존 함
ㅇ (표현식) P용액 = χ용매 P용매0
- P용액 : 용액의 증기압
- χ용매 : 용매의 몰분율
- P용매0 : 순수한 용매의 증기압