Współczynnik izotoniczny w roztworach elektrolitów i nie elektrolitów

W tym artykule zostanie rozważona koncepcja izotonicznego współczynnika Van't Hoffa, jego znaczenie w chemii nieorganicznej. Jego formuła zostanie nazwana i wymienione zostaną różne składniki danej wartości, określające zasady działania dowolnych substancji po zmieszaniu ich i dodaniu do roztworów. Wspomniano również o wartości natury fizycznej i wpływie czynników środowiskowych na wartość tego współczynnika.

Wprowadzenie do pojęcia

Współczynnik izotoniczny, nazywany czasem współczynnikiem Van't Hoffa, jest parametrem wielkości bezwymiarowej, która daje wyczerpujący opis zachowania dowolnych substancji w roztworze. Pod względem liczbowym jest to wartość pewnej właściwości związku roztworu kolektywnego konkretnego badanego związku do zjawiska o tej samej charakterystyce koligatywnej dla roztworu nieelektrolitycznego mającego to samo stężenie i stały układ lub inne parametry.

Taką koncepcję jako współczynnika izotonicznego wprowadził w XIX wieku Jacob van't Hoff, za co później został nagrodzony Nagroda Nobla w dziedzinie chemii. Ponadto naukowcy wprowadzili zasadę nazwaną po nim nauką.

Istota współczynnika

Oba parametry kolegialne dają jasny opis tego parametru i jasno określają jego znaczenie i istotę. Cechy te zależą od stężenia cząstek substancji rozpuszczonej w samym roztworze. Cząsteczki nieelektrolitowe, wszystkie osobno, tworzą tylko jedną cząstkę w wytworzonym roztworze, a to tłumaczy się tym, że proces dysocjacji nieelektrolitów w roztworze nie występuje.

Jednocześnie efekt solwatacji powoduje, że elektrolity w p-re całkowicie lub częściowo rozkładają się na kationy i aniony, tworząc kilka cząsteczek w jedną cząsteczkę, która uległa dysocjacji podczas tego procesu. Z tego wynika, że ​​wartość addytywna lub, innymi słowy, właściwości koligatywnego charakteru badanego p-ra będą zależały od liczby zawartych w nim jonów wszystkich typów. Takie jony będą cząstkami, które powstały w p-re w wyniku dysocjacji początkowo zawartych cząsteczek. Ta pp jest reprezentowana jako mieszanina p-pov złożona z każdego oddzielnego rodzaju cząstek.

Przykładem tego jest roztwór chlorku wapniowego, zawierający 3 rodzaje cząstek - podchloryn anionowy, aniony chlorkowe i kationy wapnia. W ogólnym rozumieniu, współczynnik izotoniczny Van't Hoffa pozwala nam dowiedzieć się, ile cząstek w roztworze elektrolitu jest większych niż w roztworze nieelektrolitu o podobnych wskaźnikach stężenia. To nie jest związane z własnością substancji, która rozpada się w p-re, tworząc różne rodzaje kationów i anionów, to znaczy pokazuje stopień dysocjacji, jaki się pojawia.

W przypadku, gdy cząsteczka lub jednostka formuły zawiera niony lub atomy w p-ras z wiązaniem typu polarnego, liczba początkowo użytych cząsteczek będzie wynosić N, z kolei α wskaże poziom dysocjacji w związku, i z tego jasno wynika, że N · α. Tak więc całkowita wartość cząstek w p-re obliczana jest wzorem: ((N - N · α) + N · α · n).

Będąc w silnych roztworach elektrolitycznych

Silne elektrolity rozpadają się o prawie 100% w wyniku dysocjacji, a dzięki temu można zdecydować, że izotoniczny KT będzie równy jonowej ilości na jednostkę lub cząsteczkę formulacji, ale tak nie jest. W rzeczywistości wskaźnik będzie mniejszy niż to zostało określone przez formułę. Zjawisko to tłumaczy teoria silnych elektrolitów, stworzona przez P. Debye'a razem z E. Huckel w 1923 roku. Z tej teorii wynika, że ​​ruch jonów w p-pe będzie utrudniony ze względu na tworzenie się powłoki solwatacyjnej. Do tego dodajemy czynnik oddziaływania jonów ze sobą, ponieważ w przeciwieństwie do cząstek przyciągają, a cząstki podobne do siebie będą odpychać się nawzajem. W ten sposób wzajemne przyciąganie stworzy grupy jonów, które będą się wzajemnie przesuwać w grubości p-ra. Grupy takich jonów nazywane są asocjacyjnymi lub parami. W wyniku tego zjawiska rozwiązanie zaczyna zachowywać się tak, jakby zawierało mniejszą liczbę cząstek niż jest w rzeczywistości, co tłumaczy się ograniczeniem swobody poruszania się.

Fizyczna rola współczynnika

Kt Vant-Hoff kryje w sobie wartość nie tylko dla chemii. Fizyczne znaczenie współczynnika izotonicznego polega na wzięciu pod uwagę wzrostu liczby cząstek w roztworze elektrolitycznym w porównaniu z roztworem o charakterze nieelektrolitycznym i podobnym stężeniu.

Wpływ zewnętrzny na wartość współczynnika

Współczynnik izotoniczny może różnić się pod wpływem czynników o różnym charakterze zewnętrznym. Na przykład interakcja jonowa zmniejszy się, jeśli temperatura roztworu zostanie zwiększona (ze względu na wzrost ruchu termicznego cząstek) lub w celu zmniejszenia stężenia naładowanych cząstek poprzez rozcieńczenie p-ra (ze względu na zmniejszenie szansy na spotkanie pary cząstek). Jeśli ekstrapolujemy poziom rozcieńczenia, doprowadzając go do nieskończoności, widzimy, że k-i stara się uzyskać jego maksymalną wartość, którą określa się za pomocą wzoru rozpuszczonych związków.

Wniosek

Widzimy więc, że ta bezwymiarowa ilość, przedstawiona jako izotoniczna, jest cechą rozwiązań, a mianowicie: wyjaśnia istotę zachowania się substancji w roztworze, pozwala na określenie stopnia dysocjacji roztworów elektrolitycznych i nieelektrolitycznych oraz obliczenia stosunku cząstek (jonów ) w podobnych rozwiązaniach w porównaniu ze sobą.