Nøkkelforskjell – kolligative egenskaper for elektrolytter vs ikke-elektrolytter
Koligative egenskaper er fysiske egenskaper til en løsning som avhenger av mengden av et oppløst stoff, men ikke av typen oppløst stoff. Dette betyr at lignende mengder av helt forskjellige oppløste stoffer kan endre disse fysiske egenskapene i lignende mengder. Derfor avhenger de kolligative egenskapene av forholdet mellom mengde oppløst stoff og mengde løsemiddel. De tre viktigste kolligative egenskapene er damptrykksenking, kokepunktheving og frysepunktsnedsettelse. For et gitt masseforhold mellom løst stoff og løsemiddel er alle kolligative egenskaper omvendt proporsjonale med løst stoffs molar masse. Elektrolytter er stoffer som kan danne løsninger som er i stand til å lede elektrisitet gjennom denne løsningen. Slike løsninger er kjent som elektrolytiske løsninger. Ikke-elektrolytter er stoffer som ikke er i stand til å danne elektrolytiske løsninger. Begge disse typene (elektrolytter og ikke-elektrolytter) har kolligative egenskaper. Den viktigste forskjellen mellom kolligative egenskaper til elektrolytter og ikke-elektrolytter er at effekten av elektrolytter på kolligative egenskaper er svært høy sammenlignet med ikke-elektrolyttene.
Hva er kolligative egenskaper ved elektrolytter?
Koligative egenskaper til elektrolytter er de fysiske egenskapene til elektrolytiske løsninger som avhenger av mengden oppløste stoffer uavhengig av oppløste stoffers natur. De oppløste stoffene som finnes i elektrolytiske løsninger er atomer, molekyler eller ioner som enten har mistet eller fått elektroner for å bli elektrisk ledende.
Når en elektrolytt løses opp i et løsemiddel som vann, separeres elektrolytten til ioner (eller andre ledende arter). Derfor gir oppløsning av en mol elektrolytt alltid to eller flere mol ledende arter. Derfor endres de kolligative egenskapene til elektrolyttene betydelig når en elektrolytt løses opp i et løsemiddel.
For eksempel, den generelle ligningen som brukes for å beskrive endringer i frysepunktet og kokepunktet er som følger, ΔTb=Kbm og ΔTf=Kf m
ΔTb er kokepunkthøyde, og ΔTf er frysepunktdepresjon. Kb og Kf er henholdsvis kokepunkthøydekonstant og frysepunktdepresjonskonstant. m er molariteten til løsningen. For elektrolytiske løsninger er ligningene ovenfor modifisert som følger,
ΔTb=iKbm og ΔTf=iKf m
“i” er en ionemultiplikator kjent som Van’t Hoff-faktor. Denne faktoren er lik antall mol ioner gitt av en elektrolytt. Derfor kan Van't Hoff-faktor bestemmes ved å finne antall ioner som frigjøres av en elektrolytt når den er oppløst i et løsemiddel. For eksempel er verdien av Van’t Hoff-faktoren for NaCl 2 og i CaCl2 er den 3.
Figur 01: En graf som viser det kjemiske potensialet mot temperatur som beskriver frysepunktdepresjon og kokepunkthøyde
Verdiene som er gitt for disse kolligative egenskapene er imidlertid forskjellige fra de teoretisk predikerte verdiene. Det er fordi det kan være oppløste stoffer og løsemiddelinteraksjoner som reduserer effekten av ioner på disse egenskapene.
Ovenstående ligninger er ytterligere modifisert for å brukes for svake elektrolytter. De svake elektrolyttene dissosieres delvis til ioner, og derfor påvirker noen av ionene ikke de kolligative egenskapene. Graden av dissosiasjon (α) til en svak elektrolytt kan beregnes som følger, α={(i-1)/(n-1)} x 100
Her er n det maksimale antallet ioner som dannes per molekyl av den svake elektrolytten.
Hva er kolligative egenskaper ved ikke-elektrolytter?
Koligative egenskaper til ikke-elektrolytter er de fysiske egenskapene til ikke-elektrolytiske løsninger som avhenger av mengden oppløste stoffer uavhengig av oppløste stoffers natur. Ikke-elektrolytter er stoffer som ikke skaper ledende løsninger når de oppløses i et løsemiddel. For eksempel er sukker en ikke-elektrolytt fordi når sukker er oppløst i vann, eksisterer det i molekylær form (dissosieres ikke til ioner). Disse sukkermolekylene er ikke i stand til å lede elektriske strømmer gjennom løsningen.
Antallet oppløste stoffer i en ikke-elektrolytisk løsning er mindre sammenlignet med en elektrolytisk løsning. Derfor er effekten av ikke-elektrolytter på kolligative egenskaper også svært lav. For eksempel er graden av damptrykksenking ved å tilsette NaCl høyere sammenlignet med tilsetning av sukker til en lignende løsning.
Hva er forskjellen mellom kolligative egenskaper for elektrolytter og ikke-elektrolytter?
Koligative egenskaper for elektrolytter vs ikke-elektrolytter |
|
| Koligative egenskaper til elektrolytter er de fysiske egenskapene til elektrolytiske løsninger som avhenger av mengden oppløste stoffer uavhengig av oppløste stoffers natur. | Koligative egenskaper til ikke-elektrolytter er de fysiske egenskapene til ikke-elektrolytiske løsninger som avhenger av mengden oppløste stoffer uavhengig av typen av oppløste stoffer. |
| Solutes | |
| Elektrolytter gir flere oppløste stoffer til løsningen via dissosiasjon; derfor er de kolligative egenskapene betydelig endret. | Ingen elektrolytter gir lavt oppløst stoff til løsningen siden det ikke er noen dissosiasjon; derfor er de kolligative egenskapene ikke vesentlig endret. |
| Effekt på kolligative egenskaper | |
| Effekten av elektrolytter på kolligative egenskaper er svært høy sammenlignet med ikke-elektrolytter. | Effekten av ikke-elektrolytter på kolligative egenskaper er svært lav sammenlignet med elektrolytter. |
Sammendrag – Kolligative egenskaper for elektrolytter vs ikke-elektrolytter
Koligative egenskaper er fysiske egenskaper til løsninger som ikke avhenger av naturen til et oppløst stoff, men mengden av oppløste stoffer. Forskjellen mellom kolligative egenskaper til elektrolytter og ikke-elektrolytter er at effekten av elektrolytter på kolligative egenskaper er svært høy sammenlignet med ikke-elektrolytter.
