Koliatyvinių elektrolitų ir neelektrolitų savybių skirtumas

2024 Autorius: Alex Aldridge | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 13:44

Pagrindinis skirtumas – Koligatyvinės elektrolitų ir neelektrolitų savybės

Koligatyvinės savybės yra fizinės tirpalo savybės, kurios priklauso nuo ištirpusios medžiagos kiekio, bet ne nuo tirpios medžiagos pobūdžio. Tai reiškia, kad panašus visiškai skirtingų tirpių medžiagų kiekis gali pakeisti šias fizines savybes panašiais kiekiais. Taigi koligacinės savybės priklauso nuo tirpios medžiagos kiekio ir tirpiklio kiekio santykio. Trys pagrindinės koligacinės savybės yra garų slėgio mažinimas, virimo temperatūros padidėjimas ir užšalimo temperatūros sumažėjimas. Esant tam tikram tirpiosios medžiagos ir tirpiklio masės santykiui, visos koligacinės savybės yra atvirkščiai proporcingos ištirpusios medžiagos molinei masei. Elektrolitai yra medžiagos, kurios gali sudaryti tirpalus, kurie per šį tirpalą gali praleisti elektrą. Tokie tirpalai yra žinomi kaip elektrolitiniai tirpalai. Neelektrolitai yra medžiagos, kurios negali sudaryti elektrolitinių tirpalų. Abi šios rūšys (elektrolitai ir neelektrolitai) turi koligatyvinių savybių. Pagrindinis skirtumas tarp elektrolitų ir neelektrolitų koligatyvinių savybių yra tas, kad elektrolitų poveikis koligatyvinėms savybėms yra labai didelis, palyginti su neelektrolitų poveikiu.

Kokios yra koligatyvinės elektrolitų savybės?

Koligatyvinės elektrolitų savybės yra elektrolitinių tirpalų fizinės savybės, kurios priklauso nuo ištirpusių medžiagų kiekio, neatsižvelgiant į tirpių medžiagų pobūdį. Elektrolitiniuose tirpaluose esančios tirpios medžiagos yra atomai, molekulės arba jonai, praradę arba įgiję elektronų, kad taptų laidūs elektrai.

Kai elektrolitas ištirpinamas tirpiklyje, pvz., vandenyje, elektrolitas išsiskiria į jonus (arba bet kokias kitas laidžias rūšis). Todėl ištirpinus vieną molį elektrolito visada gaunami du ar daugiau molių laidžių rūšių. Taigi elektrolitų koligacinės savybės labai pasikeičia, kai elektrolitas ištirpinamas tirpiklyje.

Pavyzdžiui, bendroji lygtis, naudojama apibūdinant užšalimo ir virimo temperatūros pokyčius, yra tokia:

ΔT_b=K_bm ir ΔT_f=K_{f m}

ΔT_b yra virimo taško pakilimas, o ΔT_f yra užšalimo taško sumažėjimas. K_b ir K_{f yra atitinkamai virimo taško aukščio ir užšalimo temperatūros sumažėjimo konstanta. m – tirpalo moliškumas. Elektrolitiniams tirpalams pirmiau pateiktos lygtys modifikuojamos taip:}

ΔT_b=iK_bm ir ΔT_f=iK_{f m}

„i“yra jonų daugiklis, žinomas kaip Van’t Hoff faktorius. Šis koeficientas yra lygus elektrolito jonų molių skaičiui. Todėl Van't Hoff koeficientą galima nustatyti nustatant jonų, kuriuos išskiria elektrolitas, kai jis ištirpsta tirpiklyje, skaičių. Pavyzdžiui, NaCl Van't Hoff koeficiento reikšmė yra 2, o CaCl_{2 yra 3.}

01 paveikslas: diagrama, kurioje parodytas cheminis potencialas prieš temperatūrą, apibūdinantis užšalimo taško sumažėjimą ir virimo temperatūros pakilimą

Tačiau pateiktos šių koligatyvinių savybių reikšmės skiriasi nuo teoriškai numatytų verčių. Taip yra todėl, kad gali būti tirpių medžiagų ir tirpiklių sąveika, kuri sumažina jonų poveikį toms savybėms.

Aukščiau pateiktos lygtys toliau modifikuotos, kad būtų naudojamos silpniems elektrolitams. Silpni elektrolitai dalinai disocijuoja į jonus, todėl kai kurie jonai neturi įtakos koligacinėms savybėms. Silpno elektrolito disociacijos laipsnį (α) galima apskaičiuoti taip:

α={(i-1)/(n-1)} x 100

Čia n yra didžiausias jonų, susidarančių vienoje silpno elektrolito molekulėje, skaičius.

Kokios yra neelektrolitų koligatyvinės savybės?

Neelektrolitų koligacinės savybės yra neelektrolitinių tirpalų fizinės savybės, kurios priklauso nuo ištirpusių medžiagų kiekio, neatsižvelgiant į tirpių medžiagų pobūdį. Neelektrolitai yra medžiagos, kurios nesukuria laidžių tirpalų, kai ištirpsta tirpiklyje. Pavyzdžiui, cukrus yra neelektrolitas, nes ištirpus cukrui vandenyje, jis egzistuoja molekuline forma (nesiskiria į jonus). Šios cukraus molekulės nepajėgios pravesti elektros srovių per tirpalą.

Neelektrolitiniame tirpale esančių tirpių medžiagų skaičius yra mažesnis, palyginti su elektrolitiniame tirpale. Todėl neelektrolitų poveikis koligacinėms savybėms taip pat yra labai mažas. Pavyzdžiui, garų slėgio sumažinimo laipsnis pridedant NaCl yra didesnis, palyginti su cukraus pridėjimu į panašų tirpalą.

Kuo skiriasi elektrolitų ir neelektrolitų koligatyvinės savybės?

Koligatyvinės elektrolitų ir neelektrolitų savybės
Koligatyvinės elektrolitų savybės yra elektrolitinių tirpalų fizinės savybės, kurios priklauso nuo ištirpusių medžiagų kiekio, neatsižvelgiant į tirpių medžiagų pobūdį.	Neelektrolitų koligacinės savybės yra neelektrolitinių tirpalų fizinės savybės, kurios priklauso nuo ištirpusių medžiagų kiekio, neatsižvelgiant į tirpių medžiagų pobūdį.
Solutes
Elektrolitai per disociaciją suteikia tirpalui daugiau tirpių medžiagų; todėl koliatyvinės savybės labai pasikeičia.	Neelektrolitai suteikia mažai tirpių medžiagų tirpalui, nes nėra disociacijos; taigi koliatyvinės savybės iš esmės nepasikeičia.
Poveikis kolektyvinėms savybėms
Elektrolitų poveikis koligacinėms savybėms yra labai didelis, palyginti su neelektrolitais.	Neelektrolitų poveikis koligacinėms savybėms yra labai mažas, palyginti su elektrolitais.

Santrauka – bendros elektrolitų ir neelektrolitų savybės

Koligatyvinės savybės yra fizinės tirpalų savybės, kurios priklauso ne nuo ištirpusios medžiagos pobūdžio, o nuo ištirpusių medžiagų kiekio. Skirtumas tarp elektrolitų ir neelektrolitų koligatyvinių savybių yra tas, kad elektrolitų poveikis koligatyvinėms savybėms yra labai didelis, palyginti su neelektrolitais.