Kluczowa różnica - właściwości koligatywne elektrolitów a nieelektrolity
Właściwości koligatywne to fizyczne właściwości roztworu, które zależą od ilości substancji rozpuszczonej, ale nie od jej charakteru. Oznacza to, że podobne ilości zupełnie różnych substancji rozpuszczonych mogą zmieniać te właściwości fizyczne w podobnych ilościach. Stąd właściwości koligacyjne zależą od stosunku ilości substancji rozpuszczonej do ilości rozpuszczalnika. Trzy główne właściwości koligatywne to obniżenie prężności pary, podwyższenie temperatury wrzenia i obniżenie temperatury zamarzania. Dla danego stosunku masowego substancji rozpuszczonej do rozpuszczalnika wszystkie właściwości koligatywne są odwrotnie proporcjonalne do masy molowej substancji rozpuszczonej. Elektrolity to substancje, które mogą tworzyć roztwory, które są w stanie przewodzić prąd przez to rozwiązanie. Takie roztwory znane są jako roztwory elektrolityczne. Nieelektrolity to substancje, które nie są zdolne do tworzenia roztworów elektrolitycznych. Oba te typy (elektrolity i nieelektrolity) mają właściwości koligatywne. Kluczowa różnica między właściwościami koligatywnymi elektrolitów i nieelektrolitów polega na tym, że wpływ elektrolitów na właściwości koligatywne jest bardzo duży w porównaniu z właściwościami nieelektrolitów.
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowe różnice
2. Jakie są właściwości koligatywne elektrolitów
3. Jakie są właściwości koligatywne nieelektrolitów
4. Porównanie obok siebie - właściwości koligatywne elektrolitów i nieelektrolitów w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie
Jakie są właściwości koligatywne elektrolitów?
Właściwości koligatywne elektrolitów to właściwości fizyczne roztworów elektrolitycznych, które zależą od ilości substancji rozpuszczonych niezależnie od ich charakteru. Substancje rozpuszczone obecne w roztworach elektrolitycznych to atomy, cząsteczki lub jony, które straciły lub zyskały elektrony, aby stać się przewodnikami elektrycznymi.
Kiedy elektrolit jest rozpuszczany w rozpuszczalniku, takim jak woda, elektrolit rozdziela się na jony (lub inne rodzaje przewodzące). Dlatego rozpuszczenie jednego mola elektrolitu zawsze daje dwa lub więcej moli związków przewodzących. W związku z tym właściwości koligatywne elektrolitów znacznie się zmieniają, gdy elektrolit jest rozpuszczany w rozpuszczalniku.
Na przykład, ogólne równanie używane do opisu zmian temperatury krzepnięcia i wrzenia jest następujące:
ΔT b = K b m i ΔT f = K f m
ΔT b to wzniesienie punktu wrzenia, a ΔT f to obniżenie punktu zamarzania. K b i K f są odpowiednio stałą wysokością temperatury wrzenia i stałą obniżenia temperatury krzepnięcia. m jest molarnością roztworu. W przypadku roztworów elektrolitycznych powyższe równania zmodyfikowano w następujący sposób:
ΔT b = iK b m oraz ΔT f = iK f m
„I” to mnożnik jonów znany jako współczynnik Van't Hoffa. Współczynnik ten jest równy liczbie moli jonów podanej przez elektrolit. Dlatego współczynnik Van't Hoffa można określić, znajdując liczbę jonów uwalnianych przez elektrolit, gdy jest on rozpuszczony w rozpuszczalniku. Na przykład wartość współczynnika Van't Hoffa dla NaCl wynosi 2, a dla CaCl 2 - 3.
Rysunek 01: Wykres przedstawiający potencjał chemiczny w funkcji temperatury opisujący obniżenie temperatury zamarzania i podniesienie temperatury wrzenia
Jednak wartości podane dla tych właściwości koligatywnych różnią się od wartości przewidywanych teoretycznie. Dzieje się tak, ponieważ mogą zachodzić interakcje substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika, które zmniejszają wpływ jonów na te właściwości.
Powyższe równania są dalej modyfikowane, aby można je było stosować dla słabych elektrolitów. Słabe elektrolity częściowo dysocjują na jony, stąd część jonów nie wpływa na właściwości koligatywne. Stopień dysocjacji (α) słabego elektrolitu można obliczyć w następujący sposób:
α = {(i-1) / (n-1)} x 100
Tutaj n to maksymalna liczba jonów utworzonych na cząsteczkę słabego elektrolitu.
Jakie są właściwości koligatywne nieelektrolitów?
Właściwości koligatywne nieelektrolitów to właściwości fizyczne roztworów nieelektrolitycznych, które zależą od ilości substancji rozpuszczonych, niezależnie od ich charakteru. Nieelektrolity to substancje, które po rozpuszczeniu w rozpuszczalniku nie tworzą roztworów przewodzących. Na przykład cukier nie jest elektrolitem, ponieważ po rozpuszczeniu cukru w wodzie istnieje w postaci molekularnej (nie dysocjuje na jony). Te cząsteczki cukru nie są w stanie przewodzić prądów elektrycznych przez roztwór.
Liczba substancji rozpuszczonych obecnych w roztworze nieelektrolitycznym jest mniejsza w porównaniu do roztworu elektrolitycznego. Dlatego wpływ nieelektrolitów na właściwości koligatywne jest również bardzo niski. Na przykład stopień obniżenia prężności pary przez dodanie NaCl jest wyższy w porównaniu z dodaniem cukru do podobnego roztworu.
Jaka jest różnica między właściwościami koligatywnymi elektrolitów i nieelektrolitów?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Koligatywne właściwości elektrolitów a nieelektrolity |
|
| Właściwości koligatywne elektrolitów to właściwości fizyczne roztworów elektrolitycznych, które zależą od ilości substancji rozpuszczonych niezależnie od ich charakteru. | Właściwości koligatywne nieelektrolitów to właściwości fizyczne roztworów nieelektrolitycznych, które zależą od ilości substancji rozpuszczonych, niezależnie od ich charakteru. |
| Roztwory | |
| Elektrolity dostarczają więcej substancji rozpuszczonych do roztworu poprzez dysocjację; stąd właściwości koligatywne ulegają znacznej zmianie. | Nieelektrolity zapewniają niską substancję rozpuszczoną w roztworze, ponieważ nie ma dysocjacji; stąd właściwości koligatywne nie zmieniają się znacząco. |
| Wpływ na właściwości koligatywne | |
| Wpływ elektrolitów na właściwości koligatywne jest bardzo duży w porównaniu z nieelektrolitami. | Wpływ nieelektrolitów na właściwości koligatywne jest bardzo niski w porównaniu z elektrolitami. |
Podsumowanie - Właściwości koligatywne elektrolitów a nieelektrolity
Właściwości koligatywne to fizyczne właściwości roztworów, które nie zależą od charakteru substancji rozpuszczonej, ale od ilości substancji rozpuszczonych. Różnica między właściwościami koligatywnymi elektrolitów i nieelektrolitów polega na tym, że wpływ elektrolitów na właściwości koligatywne jest bardzo duży w porównaniu z nieelektrolitami.
