פתרונות הם מערכות הומוגניות המכילות שני רכיבים או יותר, כמו גם מוצרים שהם תוצאה של האינטראקציה של רכיבים אלה. הם יכולים להיות במצב מוצק, נוזלי או גזי. שקול את המצב הנוזלי של צבירה של תמיסות. הם כוללים ממס וחומר מומס בו (האחרון פחות).
תכונות קוליגטיביות של תמיסות הן המאפיינים שלהן התלויים ישירות רק בממס ובריכוז התמיסה. הם נקראים גם קולקטיביים או משותפים. התכונות הקוליגטיביות של תמיסות באות לידי ביטוי בתערובות שבהן אין אינטראקציה בעלת אופי כימי בין המרכיבים המרכיבים אותן. בנוסף, כוחות הפעולה ההדדית בין חלקיקי הממס לבין חלקיקי הממס והחומר המומס בו שווים בתמיסות אידיאליות.
מאפיינים קוליגטיביים של פתרונות:
1) לחץ האדים נמוך יותר מעל התמיסה מאשר מעל הממס.
2) התגבשות התמיסה מתרחשת בטמפרטורה מתחת לטמפרטורת ההתגבשות של הממס בצורתו הטהורה.
3) התמיסה רותחת בטמפרטורה גבוהה יותר מהממס עצמו.
4) תופעהאוסמוזה.
בואו נשקול מאפיינים קוליגטיביים בנפרד.
שיווי משקל בגבול הפאזה במערכת סגורה: נוזל - אדי מאופיין בלחץ אדים רווי. מכיוון שחלק משכבת פני השטח בתמיסה מלא במולקולות מומסות, שיווי משקל יושג בלחץ אדים נמוך יותר.
התכונה הקוליגטיבית השנייה - ירידה בטמפרטורת ההתגבשות של תמיסה בהשוואה לממס - נובעת מכך שחלקיקי החומר המומס מפריעים להיווצרות גבישים ובכך מונעים התגבשות כאשר הטמפרטורה יורדת..
נקודת הרתיחה של התערובת גבוהה יותר מהממס בצורתו הטהורה, בשל העובדה ששוויון הלחץ האטמוספרי ולחץ האדים הרווי מושג בחימום גדול יותר, שכן חלק ממולקולות הממס קשורות חלקיקים של החומר המומס.
התכונה הקוליגטיבית הרביעית של פתרונות היא תופעת האוסמוזה.
תופעת האוסמוזה היא היכולת של ממס לנדוד דרך מחיצה שהיא חדירה לחלקיקים מסוימים (מולקולות ממס) ובלתי חדירה לאחרים (מולקולות ממס). מחיצה זו מפרידה בין תמיסה בעלת תכולת מומסים גבוהה לבין תמיסה פחות מרוכזת. דוגמה למחיצה חצי חדירה כזו היא קרום של תא חי, שלפוחית בקר וכו'. תופעת האוסמוזה נובעת מהשוואת הריכוזים משני הצדדים, מופרדים על ידי ממברנה, שהיאמבחינה תרמודינמית נוחה יותר למערכת. בשל תנועת הממס לתמיסה מרוכזת יותר, נצפית עלייה בלחץ בחלק זה של הכלי. לחץ עודף זה נקרא לחץ אוסמוטי.
תכונות קוליגטיביות של פתרונות שאינם אלקטרוליטים יכולים להיות מיוצגים מתמטית על ידי המשוואות:
∆ Tbp.=לצייד∙ראה;
∆ Tcr.=Kzam∙Sm;
π=CRT.
מאפיינים קוליגטיביים במונחים מספריים שונים עבור תמיסות אלקטרוליטים ופתרונות שאינם אלקטרוליטים. עבור הראשון, הם קצת יותר גדולים. זאת בשל העובדה שמתרחשת בהם ניתוק אלקטרוליטי, ומספר החלקיקים גדל באופן משמעותי.
התכונות הקוליגטיביות של תמיסות נמצאות בשימוש נרחב בחיי היומיום ובייצור, למשל, תופעת האוסמוזה משמשת להשגת מים נקיים. באורגניזמים חיים, מערכות רבות בנויות גם על התכונות הקוליגטיביות של תמיסות (לדוגמה, צמיחה של תאי צמחים).
