Үндсэн ялгаа – Электролит ба электролит бус хоёрын хамтын шинж чанар
Холлигатив шинж чанар нь ууссан бодисын хэмжээнээс хамаарах ууссан бодисын шинж чанараас хамаарахгүй уусмалын физик шинж чанар юм. Энэ нь ижил хэмжээтэй огт өөр ууссан бодисууд нь эдгээр физик шинж чанаруудыг ижил хэмжээгээр өөрчилж чадна гэсэн үг юм. Иймээс коллигатив шинж чанар нь ууссан бодис ба уусгагчийн хэмжээ хоёрын харьцаанаас хамаарна. Хамтарсан гурван үндсэн шинж чанар нь уурын даралтыг бууруулах, буцлах цэгийг нэмэгдүүлэх, хөлдөх цэгийн уналт юм. Өгөгдсөн уусгагч-уусгагчийн массын харьцааны хувьд бүх коллигатив шинж чанар нь ууссан бодисын молийн масстай урвуу хамааралтай байна. Электролит нь энэ уусмалаар цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадвартай уусмал үүсгэдэг бодис юм. Ийм уусмалыг электролитийн уусмал гэж нэрлэдэг. Электролит бус бодисууд нь электролитийн уусмал үүсгэх чадваргүй бодис юм. Эдгээр хоёр төрөл (электролит ба электролит бус) хоёулаа коллигатив шинж чанартай байдаг. Электролит ба электролитийн нэгдлийн шинж чанарын гол ялгаа нь электролитийн коллигатив шинж чанарт үзүүлэх нөлөө нь электролит бустай харьцуулахад маш өндөр байдагт оршино.
Электролитийн нэгдлийн шинж чанарууд юу вэ?
Электролитийн коллигатив шинж чанар нь ууссан бодисын шинж чанараас үл хамааран ууссан бодисын хэмжээнээс хамаардаг электролитийн уусмалын физик шинж чанар юм. Электролитийн уусмалд агуулагдах ууссан бодисууд нь цахилгаан дамжуулагч болохын тулд электроноо алдсан эсвэл олж авсан атом, молекул эсвэл ионууд юм.
Электролитийг ус гэх мэт уусгагчид уусгахад электролит нь ион (эсвэл бусад дамжуулагч зүйл) болон хуваагддаг. Тиймээс нэг моль электролитийг уусгахад үргэлж хоёр ба түүнээс дээш моль дамжуулагч төрөл гарч ирдэг. Иймээс электролитийг уусгагчд уусгахад электролитийн коллигатив шинж чанар эрс өөрчлөгддөг.
Жишээ нь, хөлдөх ба буцлах температурын өөрчлөлтийг тодорхойлоход ашигладаг ерөнхий тэгшитгэл нь дараах байдалтай байна, ΔTb=Kbм ба ΔTf=Kf м
ΔTb буцлах цэгийн өндөр, ΔTf хөлдөх цэгийн уналт. Kb болон Kf нь буцлах цэгийн өргөлтийн тогтмол ба хөлдөх цэгийн уналтын тогтмол юм. m нь уусмалын молярт юм. Электролитийн уусмалын хувьд дээрх тэгшитгэлийг дараах байдлаар өөрчилнө,
ΔTb=iKbм ба ΔTf=iKf м
“i” нь Вант Хоффын хүчин зүйл гэж нэрлэгддэг ион үржүүлэгч юм. Энэ хүчин зүйл нь электролитээр өгөгдсөн моль ионы тоотой тэнцүү байна. Иймд электролитийг уусгагчд уусгах үед ялгарах ионы тоог олох замаар Вант Хоффын коэффициентийг тодорхойлж болно. Жишээлбэл, NaCl-ийн Van't Hoff хүчин зүйлийн утга 2, CaCl2-д 3 байна.
Зураг 01: Хөлдөлтийн цэгийн уналт ба буцлах цэгийн өндрийг тодорхойлсон температурын эсрэг химийн потенциалыг харуулсан график
Гэхдээ эдгээр хамтын шинж чанаруудын хувьд өгөгдсөн утгууд нь онолын хувьд таамагласан утгуудаас өөр байна. Учир нь тэдгээр шинж чанарт ионуудын нөлөөг бууруулдаг уусгагч ба уусгагчийн харилцан үйлчлэл байж болно.
Дээрх тэгшитгэлийг сул электролитэд ашиглахаар өөрчилсөн. Сул электролитууд нь ионуудад хэсэгчлэн задардаг тул зарим ионууд нь коллигатив шинж чанарт нөлөөлдөггүй. Сул электролитийн диссоциацийн зэргийг (α) дараах байдлаар тооцоолж болно, α={(i-1)/(n-1)} x 100
Энд n нь сул электролитийн нэг молекулд үүсэх ионуудын хамгийн их тоо юм.
Электролитийн нэгдэл шинж чанарууд юу вэ?
Электролитийн бус бодисын коллигатив шинж чанар нь уусмалын шинж чанараас үл хамааран ууссан бодисын хэмжээнээс хамаардаг электролит бус уусмалын физик шинж чанар юм. Электролит бус бодисууд нь уусгагчд ууссан үед дамжуулагч уусмал үүсгэдэггүй бодис юм. Жишээлбэл, элсэн чихэр нь электролит биш бөгөөд элсэн чихэр усанд уусвал молекул хэлбэрээр байдаг (ион болон задрахгүй). Эдгээр чихрийн молекулууд нь уусмалаар цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадваргүй.
Электролитийн бус уусмалд агуулагдах ууссан бодисын тоо электролитийн уусмалаас бага байна. Тиймээс электролит бусуудын коллигатив шинж чанарт үзүүлэх нөлөө маш бага байдаг. Жишээлбэл, NaCl нэмснээр уурын даралтыг бууруулах зэрэг нь ижил төстэй уусмалд элсэн чихэр нэмсэнтэй харьцуулахад өндөр байдаг.
Электролит ба электролит бус нэгдлийн шинж чанаруудын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Электролит ба электролитийн нэгдэл шинж чанар |
|
| Электролитийн коллигатив шинж чанар нь ууссан бодисын шинж чанараас үл хамааран ууссан бодисын хэмжээнээс хамаардаг электролитийн уусмалын физик шинж чанар юм. | Электролитийн бус бодисын коллигатив шинж чанар нь уусмалын шинж чанараас үл хамааран ууссан бодисын хэмжээнээс хамаардаг электролит бус уусмалын физик шинж чанар юм. |
| Ууссан бодис | |
| Электролитууд нь диссоциацийн замаар уусмалд илүү их ууссан бодисыг өгдөг; иймээс хамтын шинж чанар нь ихээхэн өөрчлөгдсөн. | Электролитгүй бодисууд нь диссоциаци байхгүй тул уусмалд бага уусдаг бодис өгдөг; Иймээс хамтын шинж чанар нь мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөөгүй. |
| Холлигатив шинж чанарт үзүүлэх нөлөө | |
| Электролитийн коллигатив шинж чанарт үзүүлэх нөлөө нь электролит бустай харьцуулахад маш өндөр байдаг. | Электролитгүй бодисуудын коллигатив шинж чанарт үзүүлэх нөлөө нь электролиттэй харьцуулахад маш бага байна. |
Хураангуй – Электролит ба электролит бусуудын хамтын шинж чанар
Холлигатив шинж чанар нь ууссан бодисын шинж чанараас хамаардаггүй харин ууссан бодисын хэмжээнээс хамаардаг уусмалын физик шинж чанарууд юм. Электролит ба электролитийн нэгдлийн шинж чанаруудын ялгаа нь электролитийн коллигатив шинж чанарт үзүүлэх нөлөө нь электролит бустай харьцуулахад маш өндөр байдагт оршино.
