Rješenja su homogeni sustavi koji sadrže dvije ili više komponenti, kao i proizvodi koji su rezultat interakcije tih komponenti. Mogu biti u čvrstom, tekućem ili plinovitom stanju. Razmotrimo tekuće stanje agregacije otopina. Oni uključuju otapalo i tvar otopljenu u njemu (potonje je manje).
Koligativna svojstva otopina su njihove karakteristike koje izravno ovise samo o otapalu i koncentraciji otopine. Nazivaju se i kolektivnim ili zajedničkim. Koligativna svojstva otopina očituju se u smjesama u kojima ne postoji interakcija kemijske prirode između njihovih sastavnih komponenti. Osim toga, sile međusobnog djelovanja između čestica otapala i čestica otapala i tvari otopljene u njemu jednake su u idealnim otopinama.
Koligativna svojstva rješenja:
1) Tlak pare je niži nad otopinom nego nad otapalom.
2) Kristalizacija otopine se događa na temperaturi ispod temperature kristalizacije otapala u njegovom čistom obliku.
3) Otopina ključa na višoj temperaturi od samog otapala.
4) Fenomenosmoza.
Razmotrimo koligativna svojstva zasebno.
Ravnoteža na granici faza u zatvorenom sustavu: tekućina - para karakterizira tlak zasićene pare. Budući da je dio površinskog sloja u otopini ispunjen molekulama otopljene tvari, ravnoteža će se postići pri nižem tlaku pare.
Drugo koligativno svojstvo - smanjenje temperature kristalizacije otopine u usporedbi s otapalom - posljedica je činjenice da čestice otopljene tvari ometaju stvaranje kristala i na taj način sprječavaju kristalizaciju kada se temperatura smanji.
Točka vrelišta smjese je viša od otapala u svom čistom obliku, zbog činjenice da se jednakost atmosferskog tlaka i tlaka zasićene pare postiže većim zagrijavanjem, budući da su neke od molekula otapala povezane s čestice otopljene tvari.
Četvrto koligativno svojstvo otopina je fenomen osmoze.
Fenomen osmoze je sposobnost otapala da migrira kroz pregradu koja je propusna za neke čestice (molekule otapala), a nepropusna za druge (molekule otapala). Ova pregrada odvaja otopinu s visokim udjelom otopljene tvari od manje koncentrirane otopine. Primjer takve polupropusne pregrade je membrana žive stanice, goveđeg mjehura itd. Fenomen osmoze nastaje zbog izjednačavanja koncentracija s obje strane, odvojene membranom, koja jetermodinamički povoljnije za sustav. Zbog pomicanja otapala u koncentriraniju otopinu uočava se porast tlaka u ovom dijelu posude. Taj višak tlaka naziva se osmotski tlak.
Koligativna svojstva neelektrolitnih otopina mogu se matematički predstaviti jednadžbama:
∆ Tbp.=Oprema∙Vidi;
∆ Tcr.=Kzam∙Sm;
π=CRT.
Koligativna svojstva u brojčanim terminima razlikuju se za otopine elektrolita i otopine bez elektrolita. Za prvu, oni su nešto veći. To je zbog činjenice da u njima dolazi do elektrolitičke disocijacije, a broj čestica se značajno povećava.
Koligativna svojstva otopina naširoko se koriste u svakodnevnom životu i proizvodnji, na primjer, fenomen osmoze se koristi za dobivanje čiste vode. U živim organizmima mnogi su sustavi također izgrađeni na koligativnim svojstvima otopina (na primjer, rast biljnih stanica).
