Keskeinen ero - elektrolyyttien ja nonelektrolyyttien kolligatiiviset ominaisuudet
Kolligatiiviset ominaisuudet ovat liuoksen fysikaalisia ominaisuuksia, jotka riippuvat liuenneen aineen määrästä, mutta eivät liuenneen aineen luonteesta. Tämä tarkoittaa, että samanlaiset määrät täysin erilaisia liuenneita aineita voivat muuttaa näitä fysikaalisia ominaisuuksia samanlaisina määrinä. Siksi kolligatiiviset ominaisuudet riippuvat liuenneen aineen määrän ja liuottimen määrän suhteesta. Kolme pääkollektiivista ominaisuutta ovat höyrynpaineen alentaminen, kiehumispisteen nousu ja jäätymispisteen aleneminen. Annetulla liuenneen aineen ja liuottimen massasuhteella kaikki kolligatiiviset ominaisuudet ovat kääntäen verrannollisia liuenneen aineen moolimassaan. Elektrolyytit ovat aineita, jotka voivat muodostaa ratkaisuja, jotka kykenevät johtamaan sähköä tämän liuoksen kautta. Tällaisia liuoksia kutsutaan elektrolyyttisiksi liuoksiksi. Ei-elektrolyytit ovat aineita, jotka eivät kykene muodostamaan elektrolyyttisiä liuoksia. Molemmilla näillä tyypeillä (elektrolyytit ja ei-elektrolyytit) on kolligatiivisia ominaisuuksia. Keskeinen ero elektrolyyttien ja nonelektrolyyttien kolligatiivisten ominaisuuksien välillä on se, että elektrolyyttien vaikutus kolligatiivisiin ominaisuuksiin on erittäin korkea verrattuna ei-elektrolyytteihin.
SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeinen ero
2. Mitkä ovat elektrolyyttien kolligatiiviset ominaisuudet
3. Mitkä ovat nonelektrolyyttien kolligatiiviset ominaisuudet
4. Rinnakkainen vertailu - Elektrolyyttien kollektiiviset ominaisuudet verrattuna taulukkomuotoisiin elektrolyytteihin
5. Yhteenveto
Mitkä ovat elektrolyyttien kolligatiiviset ominaisuudet?
Elektrolyyttien kollektiiviset ominaisuudet ovat elektrolyyttiliuosten fysikaalisia ominaisuuksia, jotka riippuvat liuenneiden aineiden määrästä riippumatta liuenneiden aineiden luonteesta. Elektrolyyttiliuoksissa olevat liuenneet aineet ovat atomeja, molekyylejä tai ioneja, jotka ovat joko kadonneet tai saaneet elektroneja tullakseen sähköä johtaviksi.
Kun elektrolyytti liuotetaan liuottimeen, kuten veteen, elektrolyytti erottuu ioneiksi (tai muuksi johtavaksi aineeksi). Siksi yhden moolin elektrolyytin liuottaminen tuottaa aina kaksi tai useampaa moolia johtavia aineita. Siksi elektrolyyttien kolligatiiviset ominaisuudet muuttuvat huomattavasti, kun elektrolyytti liuotetaan liuottimeen.
Esimerkiksi jäätymispisteen ja kiehumispistemuutosten kuvauksessa käytetty yleinen yhtälö on seuraava, ΔT b = K b m ja ΔT f = K f m
AT b on kiehumispisteen korkeus, ja AT f on jäätymispisteen alenema. K b ja K f on kiehumispisteen korkeus vakiona ja jäätymispisteen alenema vastaavasti vakioina. m on liuoksen molaarisuus. Elektrolyyttiliuoksia varten yllä olevia yhtälöitä muokataan seuraavasti, ΔT b = iK b m ja ΔT f = iK f m
“I” on ionikerroin, joka tunnetaan nimellä Van't Hoff -kerroin. Tämä kerroin on yhtä suuri kuin elektrolyytin antamien ionien moolien määrä. Siksi Van't Hoff -kerroin voidaan määrittää etsimällä ionien määrä, jotka elektrolyytti vapauttaa liuottimeen liuotettuna. Esimerkiksi arvo Van't Hoff tekijä NaCl on 2 ja CaCl 2, se on 3.
Kuva 01: Kaavio, joka näyttää kemiallisen potentiaalin lämpötilaa vastaan ja joka kuvaa jäätymispisteen alenemista ja kiehumispisteen korkeutta
Näille kolligatiivisille ominaisuuksille annetut arvot eroavat kuitenkin teoreettisesti ennustetuista arvoista. Tämä johtuu siitä, että voi olla liuenneita aineita ja liuottimia, jotka vähentävät ionien vaikutusta näihin ominaisuuksiin.
Yllä olevia yhtälöitä muokataan edelleen käytettäväksi heikoille elektrolyytteille. Heikot elektrolyytit hajoavat osittain ioneiksi, joten osa ioneista ei vaikuta kolligatiivisiin ominaisuuksiin. Heikon elektrolyytin dissosiaatioaste (α) voidaan laskea seuraavasti, a = {(i-1) / (n-1)} x 100
Tässä n on muodostuneiden ionien enimmäismäärä heikkoa elektrolyyttiä kohti.
Mitkä ovat nonelektrolyyttien kolligatiiviset ominaisuudet?
Ei-elektrolyyttien kolligatiiviset ominaisuudet ovat ei-elektrolyyttisten liuosten fysikaalisia ominaisuuksia, jotka riippuvat liuenneiden aineiden määrästä liuenneiden aineiden luonteesta riippumatta. Ei-elektrolyytit ovat aineita, jotka eivät muodosta johtavia liuoksia liuotettaessa liuottimeen. Esimerkiksi sokeri on ei-elektrolyytti, koska kun sokeri liuotetaan veteen, se esiintyy molekyylimuodossa (ei dissosioitu ioneiksi). Nämä sokerimolekyylit eivät kykene johtamaan sähkövirtaa liuoksen läpi.
Ei-elektrolyyttisessä liuoksessa läsnä olevien liuenneiden aineiden määrä on pienempi kuin elektrolyyttisessä liuoksessa. Siksi ei-elektrolyyttien vaikutus kolligatiivisiin ominaisuuksiin on myös hyvin pieni. Esimerkiksi höyrynpaineen alenemisaste lisäämällä NaCl: a on suurempi kuin sokerin lisääminen vastaavaan liuokseen.
Mikä on ero elektrolyyttien ja eielektrolyyttien kolligatiivisten ominaisuuksien välillä?
Erilainen artikkeli keskellä taulukkoa
Elektrolyyttien kollektiiviset ominaisuudet verrattuna nonelektrolyytteihin |
|
| Elektrolyyttien kolligatiiviset ominaisuudet ovat elektrolyyttiliuosten fysikaalisia ominaisuuksia, jotka riippuvat liuenneiden aineiden määrästä riippumatta liuenneiden aineiden luonteesta. | Ei-elektrolyyttien kolligatiiviset ominaisuudet ovat ei-elektrolyyttisten liuosten fysikaalisia ominaisuuksia, jotka riippuvat liuenneiden aineiden määrästä liuenneiden aineiden luonteesta riippumatta. |
| Liukenevat | |
| Elektrolyytit tarjoavat enemmän liuenneita aineita liuokseen dissosiaation kautta; siten kolligatiiviset ominaisuudet muuttuvat huomattavasti. | Muut kuin elektrolyytit tarjoavat liuokselle matalan liuenneen aineen, koska dissosiaatiota ei ole; siten kolligatiiviset ominaisuudet eivät muutu merkittävästi. |
| Vaikutus kolligatiivisiin ominaisuuksiin | |
| Elektrolyyttien vaikutus kolligatiivisiin ominaisuuksiin on erittäin korkea verrattuna muihin kuin elektrolyytteihin. | Nonelektrolyyttien vaikutus kolligatiivisiin ominaisuuksiin on hyvin pieni verrattuna elektrolyytteihin. |
Yhteenveto - elektrolyyttien kollektiiviset ominaisuudet verrattuna eielektrolyytteihin
Kolligatiiviset ominaisuudet ovat liuosten fysikaalisia ominaisuuksia, jotka eivät riipu liuenneen aineen luonteesta, mutta liuenneiden aineiden määrästä. Ero elektrolyyttien ja nonelektrolyyttien kolligatiivisten ominaisuuksien välillä on, että elektrolyyttien vaikutus kolligatiivisiin ominaisuuksiin on erittäin korkea verrattuna nonelektrolyytteihin.
