Galvenā atšķirība - elektrolītu un neelektrolītu koligatīvās īpašības
Koligatīvās īpašības ir šķīduma fizikālās īpašības, kas ir atkarīgas no izšķīdušās vielas daudzuma, bet ne no izšķīdušās vielas veida. Tas nozīmē, ka līdzīgs daudzums pilnīgi atšķirīgu izšķīdušo vielu var mainīt šīs fizikālās īpašības līdzīgos daudzumos. Tādējādi koligatīvās īpašības ir atkarīgas no izšķīdušās vielas daudzuma un šķīdinātāja daudzuma attiecības. Trīs galvenās koligatīvās īpašības ir tvaika spiediena pazemināšana, viršanas temperatūras paaugstināšanās un sasalšanas punkta pazemināšanās. Noteiktai šķīdinātāja un šķīdinātāja masas attiecībai visas koligatīvās īpašības ir apgriezti proporcionālas izšķīdušās vielas molārajai masai. Elektrolīti ir vielas, kas var veidot šķīdumus, kas caur šo šķīdumu spēj vadīt elektrību. Šādi risinājumi ir pazīstami kā elektrolītiskie šķīdumi. Neelektrolīti ir vielas, kas nespēj veidot elektrolītiskus šķīdumus. Abiem šiem veidiem (elektrolītiem un neelektrolītiem) ir koligatīvās īpašības. Galvenā atšķirība starp elektrolītu un neelektrolītu koligatīvajām īpašībām ir tā, ka elektrolītu ietekme uz koligatīvajām īpašībām ir ļoti augsta salīdzinājumā ar neelektrolītu iedarbību.
Kādas ir elektrolītu koligatīvās īpašības?
Elektrolītu koligatīvās īpašības ir elektrolītisko šķīdumu fizikālās īpašības, kas ir atkarīgas no izšķīdušo vielu daudzuma neatkarīgi no izšķīdušo vielu veida. Elektrolītiskos šķīdumos esošās izšķīdušās vielas ir atomi, molekulas vai joni, kas vai nu zaudējuši vai ieguvuši elektronus, lai kļūtu elektriski vadītspējīgi.
Kad elektrolīts tiek izšķīdināts šķīdinātājā, piemēram, ūdenī, elektrolīts sadalās jonos (vai jebkurā citā vadošā veidā). Tāpēc, izšķīdinot vienu molu elektrolīta, vienmēr tiek iegūti divi vai vairāki moli vadošu sugu. Tādējādi, elektrolītu izšķīdinot šķīdinātājā, elektrolītu koligatīvās īpašības ievērojami mainās.
Piemēram, vispārējais vienādojums, ko izmanto, lai aprakstītu sasalšanas punkta un viršanas temperatūras izmaiņas, ir šāds:
ΔTb=Kbm un ΔTf=Kf m
ΔTb ir viršanas temperatūras paaugstināšanās, un ΔTf ir sasalšanas punkta pazemināšanās. Kb un Kf ir attiecīgi viršanas punkta pacēluma un sasalšanas punkta pazemināšanās konstante. m ir šķīduma molaritāte. Elektrolītiskajiem šķīdumiem iepriekš minētie vienādojumi tiek modificēti šādi:
ΔTb=iKbm un ΔTf=iKf m
“i” ir jonu reizinātājs, kas pazīstams kā Van’t Hoff faktors. Šis koeficients ir vienāds ar elektrolīta doto jonu molu skaitu. Tāpēc Van’t Hoff koeficientu var noteikt, atrodot elektrolīta izdalīto jonu skaitu, kad tas ir izšķīdināts šķīdinātājā. Piemēram, Van’t Hoff koeficienta vērtība NaCl ir 2, un CaCl2 tā ir 3.
01. attēls: diagramma, kurā parādīts ķīmiskais potenciāls pret temperatūru, aprakstot sasalšanas punkta pazemināšanos un viršanas temperatūras paaugstināšanos
Tomēr šīm koligatīvajām īpašībām norādītās vērtības atšķiras no teorētiski prognozētajām vērtībām. Tas ir tāpēc, ka var būt šķīdinātāju un šķīdinātāju mijiedarbība, kas samazina jonu ietekmi uz šīm īpašībām.
Iepriekš minētie vienādojumi ir tālāk modificēti, lai tos izmantotu vājiem elektrolītiem. Vājie elektrolīti daļēji sadalās jonos, tāpēc daži no joniem neietekmē koligatīvās īpašības. Vāja elektrolīta disociācijas pakāpi (α) var aprēķināt šādi:
α={(i-1)/(n-1)} x 100
Šeit n ir maksimālais jonu skaits, kas veidojas uz vienu vājā elektrolīta molekulu.
Kādas ir neelektrolītu koligatīvās īpašības?
Neelektrolītu koligatīvās īpašības ir neelektrolītisku šķīdumu fizikālās īpašības, kas ir atkarīgas no izšķīdušo vielu daudzuma neatkarīgi no izšķīdušo vielu veida. Neelektrolīti ir vielas, kas, izšķīdinot šķīdinātājā, nerada vadošus šķīdumus. Piemēram, cukurs ir neelektrolīts, jo, kad cukurs tiek izšķīdināts ūdenī, tas pastāv molekulārā formā (nesadalās jonos). Šīs cukura molekulas nespēj vadīt elektrisko strāvu caur šķīdumu.
Izšķīdušo vielu skaits neelektrolītiskā šķīdumā ir mazāks nekā elektrolītiskā šķīdumā. Tāpēc arī neelektrolītu ietekme uz koligatīvām īpašībām ir ļoti zema. Piemēram, tvaika spiediena pazemināšanas pakāpe, pievienojot NaCl, ir augstāka, salīdzinot ar cukura pievienošanu līdzīgam šķīdumam.
Kāda ir atšķirība starp elektrolītu un neelektrolītu koligatīvajām īpašībām?
Elektrolītu un neelektrolītu koligatīvās īpašības |
|
| Elektrolītu koligatīvās īpašības ir elektrolītisko šķīdumu fizikālās īpašības, kas ir atkarīgas no izšķīdušo vielu daudzuma neatkarīgi no izšķīdušo vielu veida. | Neelektrolītu koligatīvās īpašības ir neelektrolītisku šķīdumu fizikālās īpašības, kas ir atkarīgas no izšķīdušo vielu daudzuma neatkarīgi no izšķīdušo vielu veida. |
| Solutes | |
| Elektrolīti nodrošina šķīdumam vairāk izšķīdušo vielu, izmantojot disociāciju; līdz ar to koligatīvās īpašības ir ievērojami mainītas. | Neelektrolīti šķīdumā nodrošina zemu izšķīdušo vielu, jo nenotiek disociācija; līdz ar to koligatīvās īpašības netiek būtiski mainītas. |
| Ietekme uz kolektīvajiem īpašumiem | |
| Elektrolītu ietekme uz koligatīvām īpašībām ir ļoti augsta, salīdzinot ar neelektrolītiem. | Neelektrolītu ietekme uz koligatīvām īpašībām ir ļoti zema salīdzinājumā ar elektrolītiem. |
Kopsavilkums - elektrolītu un neelektrolītu koligatīvās īpašības
Koligatīvās īpašības ir šķīdumu fizikālās īpašības, kas nav atkarīgas no izšķīdušās vielas rakstura, bet gan no izšķīdušo vielu daudzuma. Atšķirība starp elektrolītu un neelektrolītu koligatīvām īpašībām ir tāda, ka elektrolītu ietekme uz koligatīvām īpašībām ir ļoti augsta, salīdzinot ar neelektrolītiem.
