Differenza chiave – Proprietà colligative di elettroliti e non elettroliti
Le proprietà colligative sono proprietà fisiche di una soluzione che dipendono dalla quantità di un soluto ma non dalla natura del soluto. Ciò significa che quantità simili di soluti completamente diversi possono alterare queste proprietà fisiche in quantità simili. Quindi, le proprietà colligative dipendono dal rapporto tra la quantità di soluto e la quantità di solvente. Le tre principali proprietà colligative sono l'abbassamento della pressione del vapore, l'aumento del punto di ebollizione e l'abbassamento del punto di congelamento. Per un dato rapporto di massa soluto-solvente, tutte le proprietà colligative sono inversamente proporzionali alla massa molare del soluto. Gli elettroliti sono sostanze che possono formare soluzioni in grado di condurre elettricità attraverso questa soluzione. Tali soluzioni sono note come soluzioni elettrolitiche. I non elettroliti sono sostanze che non sono in grado di formare soluzioni elettrolitiche. Entrambi questi tipi (elettroliti e non elettroliti) hanno proprietà colligative. La differenza fondamentale tra le proprietà colligative di elettroliti e non elettroliti è che l'effetto degli elettroliti sulle proprietà colligative è molto elevato rispetto a quello dei non elettroliti.
Quali sono le proprietà colligative degli elettroliti?
Le proprietà colligative degli elettroliti sono le proprietà fisiche delle soluzioni elettrolitiche che dipendono dalla quantità di soluti indipendentemente dalla natura dei soluti. I soluti presenti nelle soluzioni elettrolitiche sono atomi, molecole o ioni che hanno perso o guadagnato elettroni per diventare elettricamente conduttivi.
Quando un elettrolita viene sciolto in un solvente come l'acqua, l'elettrolita si separa in ioni (o qualsiasi altra specie conduttiva). Pertanto, dissolvendo una mole di elettrolita si ottengono sempre due o più moli di specie conduttive. Quindi, le proprietà colligative degli elettroliti cambiano considerevolmente quando un elettrolita viene sciolto in un solvente.
Ad esempio, l'equazione generale utilizzata per descrivere i cambiamenti del punto di congelamento e del punto di ebollizione è la seguente, ΔTb=Kbm e ΔTf=Kf m
ΔTb è l'aumento del punto di ebollizione e ΔTf è la depressione del punto di congelamento. Kb e Kf sono rispettivamente la costante di elevazione del punto di ebollizione e la costante di depressione del punto di congelamento. m è la molarità della soluzione. Per le soluzioni elettrolitiche, le equazioni di cui sopra sono modificate come segue,
ΔTb=iKbm e ΔTf=iKf m
"i" è un moltiplicatore ionico noto come fattore di Van't Hoff. Questo fattore è uguale al numero di moli di ioni date da un elettrolita. Pertanto, il fattore di Van't Hoff può essere determinato trovando il numero di ioni rilasciati da un elettrolita quando viene disciolto in un solvente. Ad esempio, il valore del fattore Van't Hoff per NaCl è 2 e in CaCl2, è 3.
Figura 01: Un grafico che mostra il potenziale chimico contro la temperatura che descrive la depressione del punto di congelamento e l'elevazione del punto di ebollizione
Tuttavia, i valori forniti per queste proprietà colligative sono diversi dai valori teoricamente previsti. Questo perché possono esserci interazioni tra soluto e solvente che riducono l'effetto degli ioni su tali proprietà.
Le equazioni sopra sono state ulteriormente modificate per essere utilizzate per elettroliti deboli. Gli elettroliti deboli si dissociano parzialmente in ioni, quindi alcuni degli ioni non influenzano le proprietà colligative. Il grado di dissociazione (α) di un elettrolita debole può essere calcolato come segue, α={(i-1)/(n-1)} x 100
Qui, n è il numero massimo di ioni formati per molecola dell'elettrolita debole.
Quali sono le proprietà colligative dei non elettroliti?
Le proprietà colligative dei non elettroliti sono le proprietà fisiche delle soluzioni non elettrolitiche che dipendono dalla quantità di soluti indipendentemente dalla natura dei soluti. I non elettroliti sono sostanze che non creano soluzioni conduttive quando disciolte in un solvente. Ad esempio, lo zucchero non è un elettrolita perché quando lo zucchero viene sciolto in acqua, esiste in forma molecolare (non si dissocia in ioni). Queste molecole di zucchero non sono in grado di condurre correnti elettriche attraverso la soluzione.
Il numero di soluti presenti in una soluzione non elettrolitica è inferiore rispetto a una soluzione elettrolitica. Pertanto, anche l'effetto dei non elettroliti sulle proprietà colligative è molto basso. Ad esempio, il grado di riduzione della pressione del vapore mediante l'aggiunta di NaCl è maggiore rispetto all'aggiunta di zucchero a una soluzione simile.
Qual è la differenza tra le proprietà colligative di elettroliti e non elettroliti?
Proprietà colligative di elettroliti vs non elettroliti |
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| Le proprietà colligative degli elettroliti sono le proprietà fisiche delle soluzioni elettrolitiche che dipendono dalla quantità di soluti indipendentemente dalla natura dei soluti. | Le proprietà colligative dei non elettroliti sono le proprietà fisiche delle soluzioni non elettrolitiche che dipendono dalla quantità di soluti indipendentemente dalla natura dei soluti. |
| Soluti | |
| Gli elettroliti forniscono più soluti alla soluzione tramite dissociazione; quindi, le proprietà colligative sono notevolmente cambiate. | I non elettroliti forniscono un basso soluto alla soluzione poiché non c'è dissociazione; quindi, le proprietà colligative non vengono modificate in modo significativo. |
| Effetto sulle proprietà colligative | |
| L'effetto degli elettroliti sulle proprietà colligative è molto elevato rispetto ai non elettroliti. | L'effetto dei non elettroliti sulle proprietà colligative è molto basso rispetto agli elettroliti. |
Riepilogo – Proprietà colligative di elettroliti vs non elettroliti
Le proprietà colligative sono proprietà fisiche di soluzioni che non dipendono dalla natura di un soluto ma dalla quantità di soluti. La differenza tra le proprietà colligative di elettroliti e non elettroliti è che l'effetto degli elettroliti sulle proprietà colligative è molto elevato rispetto ai non elettroliti.
