nyckelskillnad – kolligativa egenskaper hos elektrolyter vs icke-elektrolyter
Koligativa egenskaper är fysikaliska egenskaper hos en lösning som beror på mängden löst ämne men inte på beskaffenheten av löst ämne. Detta innebär att liknande mängder av helt olika lösta ämnen kan förändra dessa fysikaliska egenskaper i liknande mängder. Följaktligen beror de kolligativa egenskaperna på förhållandet mellan mängden löst ämne och mängden lösningsmedel. De tre huvudsakliga kolligativa egenskaperna är ångtryckssänkning, kokpunktshöjning och fryspunktssänkning. För ett givet massförhållande mellan löst ämne och lösningsmedel är alla kolligativa egenskaper omvänt proportionella mot löst ämnes molmassa. Elektrolyter är ämnen som kan bilda lösningar som kan leda elektricitet genom denna lösning. Sådana lösningar är kända som elektrolytiska lösningar. Icke-elektrolyter är ämnen som inte kan bilda elektrolytiska lösningar. Båda dessa typer (elektrolyter och icke-elektrolyter) har koligativa egenskaper. Den viktigaste skillnaden mellan kolligativa egenskaper hos elektrolyter och icke-elektrolyter är att effekten av elektrolyter på kolligativa egenskaper är mycket hög jämfört med icke-elektrolyternas.
Vad är kolligativa egenskaper hos elektrolyter?
Koligativa egenskaper hos elektrolyter är de fysikaliska egenskaperna hos elektrolytiska lösningar som beror på mängden lösta ämnen oavsett arten av lösta ämnen. De lösta ämnen som finns i elektrolytiska lösningar är atomer, molekyler eller joner som antingen förlorat eller fått elektroner för att bli elektriskt ledande.
När en elektrolyt löses i ett lösningsmedel som vatten, separeras elektrolyten till joner (eller andra ledande ämnen). Därför ger upplösning av en mol elektrolyt alltid två eller flera mol ledande ämnen. Följaktligen förändras elektrolyternas kolligativa egenskaper avsevärt när en elektrolyt löses i ett lösningsmedel.
Till exempel, den allmänna ekvationen som används för att beskriva förändringar i fryspunkt och kokpunkt är följande, ΔTb=Kbm och ΔTf=Kf m
ΔTb är kokpunktshöjd, och ΔTf är fryspunktssänkning. Kb och Kf är höjdkonstant för kokpunkt respektive fryspunktssänkning. m är lösningens molaritet. För elektrolytiska lösningar modifieras ovanstående ekvationer enligt följande,
ΔTb=iKbm och ΔTf=iKf m
"i" är en jonmultiplikator känd som Van’t Hoff-faktor. Denna faktor är lika med antalet mol joner som ges av en elektrolyt. Därför kan Van't Hoff-faktor bestämmas genom att hitta antalet joner som frigörs av en elektrolyt när den löses i ett lösningsmedel. Till exempel är värdet på Van’t Hoff-faktorn för NaCl 2 och i CaCl2 är det 3.
Figur 01: En graf som visar den kemiska potentialen mot temperatur som beskriver fryspunktssänkning och kokpunktshöjd
De värden som ges för dessa kolligativa egenskaper skiljer sig dock från de teoretiskt förutsagda värdena. Det beror på att det kan finnas interaktioner mellan lösta ämnen och lösningsmedel som minskar effekten av joner på dessa egenskaper.
Ovanstående ekvationer är ytterligare modifierade för att användas för svaga elektrolyter. De svaga elektrolyterna dissocierar delvis till joner, varför vissa av jonerna inte påverkar de kolligativa egenskaperna. Dissociationsgraden (α) för en svag elektrolyt kan beräknas enligt följande, α={(i-1)/(n-1)} x 100
Här är n det maximala antalet joner som bildas per molekyl av den svaga elektrolyten.
Vad är kolligativa egenskaper hos icke-elektrolyter?
Koligativa egenskaper hos icke-elektrolyter är de fysikaliska egenskaperna hos icke-elektrolytiska lösningar som beror på mängden lösta ämnen oavsett arten av lösta ämnen. Icke-elektrolyter är ämnen som inte skapar ledande lösningar när de löses i ett lösningsmedel. Till exempel är socker en icke-elektrolyt eftersom när socker löses i vatten finns det i molekylär form (upplöses inte till joner). Dessa sockermolekyler är oförmögna att leda elektriska strömmar genom lösningen.
Antalet lösta ämnen som finns i en icke-elektrolytisk lösning är mindre jämfört med en elektrolytisk lösning. Därför är effekten av icke-elektrolyter på kolligativa egenskaper också mycket låg. Till exempel är graden av ångtryckssänkning genom tillsats av NaCl högre jämfört med tillsats av socker till en liknande lösning.
Vad är skillnaden mellan kolligativa egenskaper hos elektrolyter och icke-elektrolyter?
Koligativa egenskaper hos elektrolyter vs icke-elektrolyter |
|
| Koligativa egenskaper hos elektrolyter är de fysikaliska egenskaperna hos elektrolytiska lösningar som beror på mängden lösta ämnen oavsett arten av lösta ämnen. | Koligativa egenskaper hos icke-elektrolyter är de fysikaliska egenskaperna hos icke-elektrolytiska lösningar som beror på mängden lösta ämnen oavsett arten av lösta ämnen. |
| Solutes | |
| Elektrolyter ger fler lösta ämnen till lösningen via dissociation; därför ändras de kolligativa egenskaperna avsevärt. | Inga elektrolyter ger lågt löst ämne till lösningen eftersom det inte finns någon dissociation; därför ändras inte de kolligativa egenskaperna avsevärt. |
| Effekt på kolligativa egenskaper | |
| Effekten av elektrolyter på kolligativa egenskaper är mycket hög jämfört med icke-elektrolyter. | Effekten av icke-elektrolyter på kolligativa egenskaper är mycket låg jämfört med elektrolyter. |
Sammanfattning – kolligativa egenskaper hos elektrolyter vs icke-elektrolyter
Koligativa egenskaper är fysikaliska egenskaper hos lösningar som inte beror på naturen hos ett löst ämne utan på mängden lösta ämnen. Skillnaden mellan kolligativa egenskaper hos elektrolyter och icke-elektrolyter är att effekten av elektrolyter på kolligativa egenskaper är mycket hög jämfört med icke-elektrolyter.
