Ratkaisut ovat homogeenisia järjestelmiä, jotka sisältävät kaksi tai useampia komponentteja, sekä tuotteita, jotka ovat seurausta näiden komponenttien vuorovaikutuksesta. Ne voivat olla kiinteässä, nestemäisessä tai kaasumaisessa tilassa. Harkitse liuosten aggregaation nestemäistä tilaa. Niihin kuuluu liuotin ja siihen liuennut aine (jälkimmäinen on vähemmän).
Liuosten kolligatiiviset ominaisuudet ovat niiden ominaisuuksia, jotka riippuvat suoraan vain liuottimesta ja liuoksen pitoisuudesta. Niitä kutsutaan myös kollektiiviksi tai yhteisiksi. Liuosten kolligatiiviset ominaisuudet ilmenevät seoksissa, joissa niiden aineosien välillä ei ole kemiallista vuorovaikutusta. Lisäksi liuottimen hiukkasten ja liuottimen ja siihen liuenneen aineen hiukkasten väliset keskinäiset toimintavoimat ovat yhtä suuret ihanteellisissa liuoksissa.
Ratkaisujen kolligatiiviset ominaisuudet:
1) Höyrynpaine on pienempi liuoksen päällä kuin liuottimen päällä.
2) Liuoksen kiteytyminen tapahtuu lämpötilassa, joka on alhaisempi kuin sen puhtaassa muodossa olevan liuottimen kiteytyslämpötila.
3) Liuos kiehuu korkeammassa lämpötilassa kuin liuotin itse.
4) Ilmiöosmoosi.
Katsotaan kolligatiivisia ominaisuuksia erikseen.
Tasapaino faasirajalla suljetussa järjestelmässä: neste - höyrylle on ominaista kylläinen höyrynpaine. Koska osa liuoksen pintakerroksesta on täytetty liuenneiden aineiden molekyyleillä, tasapaino saavutetaan pienemmällä höyrynpaineella.
Toinen kolligatiivinen ominaisuus - liuoksen kiteytyslämpötilan lasku liuottimeen verrattuna - johtuu siitä, että liuenneen aineen hiukkaset häiritsevät kiteiden muodostumista ja estävät siten kiteytymisen lämpötilan laskeessa.
Seoksen kiehumispiste on korkeampi kuin liuottimen puhtaassa muodossaan, johtuen siitä, että ilmakehän paineen ja kylläisen höyrynpaineen yhtäläisyys saavutetaan suuremmalla lämmityksellä, koska osa liuotinmolekyyleistä liittyy liuenneen aineen hiukkaset.
Ratkaisujen neljäs kolligatiivinen ominaisuus on osmoosiilmiö.
Osmoosiilmiö on liuottimen kyky kulkeutua osion läpi, joka on läpäisevä joillekin hiukkasille (liuotinmolekyylit) ja läpäisemätön toisille (liuotinmolekyylit). Tämä jako erottaa liuoksen, jossa on korkea liuennutta ainetta, vähemmän väkevöidystä liuoksesta. Esimerkki tällaisesta puoliläpäisevästä väliseinästä on elävän solun kalvo, naudan rakko jne. Osmoosi-ilmiö johtuu pitoisuuksien tasaamisesta molemmilla puolilla, joita erottaa kalvo, joka ontermodynaamisesti edullisempi järjestelmälle. Johtuen liuottimen liikkeestä väkevämpään liuokseen, paineen nousua havaitaan tässä astian osassa. Tätä ylipainetta kutsutaan osmoottiseksi paineeksi.
Ei-elektrolyyttiliuosten kolligatiiviset ominaisuudet voidaan esittää matemaattisesti yhtälöillä:
∆ Tbp.=Varusta∙Katso;
∆ Tcr.=Kzam∙Sm;
π=CRT.
Kolligatiiviset ominaisuudet numeerisesti eroavat elektrolyyttiliuosten ja ei-elektrolyyttiliuosten os alta. Ensinnäkin ne ovat hieman suurempia. Tämä johtuu siitä, että niissä tapahtuu elektrolyyttistä dissosiaatiota ja hiukkasten määrä kasvaa merkittävästi.
Liuosten kolligatiivisia ominaisuuksia käytetään laajasti jokapäiväisessä elämässä ja tuotannossa, esimerkiksi osmoosiilmiöllä saadaan puhdasta vettä. Elävissä organismeissa monet järjestelmät rakentuvat myös liuosten kolligatiivisille ominaisuuksille (esimerkiksi kasvisolujen kasvulle).
