Lastnosti elektrolitov. Močni in šibki elektroliti. Elektroliti - kaj je to?

Odlični vodniki električnega toka - zlato, baker, železo, aluminij, zlitine. Skupaj z njimi obstaja velika skupina nemetalnih snovi, katerih topi in vodne raztopine imajo tudi lastnost prevodnosti. To so močne baze, kisline, nekatere soli, ki se skupaj imenujejo "elektroliti". Kaj je ionska prevodnost? Ugotovimo, kakšni so odnosi elektrolitov s tem razširjenim pojavom.

Kateri delci nosijo stroške?

Svet okoli je poln različnih prevodnikov, pa tudi izolatorjev. Te lastnosti teles in snovi so znane že od antičnih časov. Grški matematik Thales je imel izkušnje z jantarjem (v grščini - "elektron"). Po nanosu na svilo je znanstvenik opazil pojav privlačnosti las, volnenih vlaken. Kasneje je postalo znano, da je jantar izolator. V tej snovi ni delcev, ki bi lahko nosili električni naboj. Dobri vodniki so kovine. V njihovi sestavi so atomi, pozitivni ioni in prosti, neskončno majhni negativni delci - elektroni. Zagotavljajo prenos prenosa, ko je tok prenesen. Močni elektroliti v suhi obliki ne vsebujejo prostih delcev. Toda med raztapljanjem in taljenjem se kristalna mreža razbije, pa tudi polarizacijo kovalentne vezi.

Voda, ne-elektroliti in elektroliti. Kaj je razpad?

Z dajanjem ali pritrditvijo elektronov se atomi kovinskih in nekovinskih elementov pretvorijo v ione. Med njimi v kristalni rešetki je precej močna povezava. Raztapljanje ali taljenje ionskih spojin, na primer natrijev klorid, vodi v njegovo uničenje. V polarnih molekulih ni niti vezanih niti prostih ionov, nastanejo med interakcijo z vodo. V 30-ih letih XIX. Stoletja je M. Faraday odkril, da rešitve nekaterih snovi vodijo tok. Znanstvenik je v znanost predstavil pomembne koncepte:

• ioni (nabiti delci);
• elektroliti (vodniki druge vrste);
• katoda;
• anoda.

Obstajajo spojine - močni elektroliti, katerih kristalne rešetke se popolnoma razgradijo s sproščanjem ionov.

Obstajajo netopne snovi in ​​tiste, ki vztrajajo v molekularni obliki, npr. Sladkor, formaldehid. Takšne spojine imenujemo ne-elektroliti. Za njih nastajanje zaračunanih delcev ni značilno. Slabi elektroliti (premog in ocetna kislina, amonijev hidroksid in številne druge snovi) vsebuje nekaj ionov.

Teorija elektrolitske disociacije

V svojih delih se je švedski znanstvenik S. Arrhenius (1859-1927) oprl na zaključke Faradaja. Kasneje so njegove teorije pojasnili ruski raziskovalci I. Kablukov in V. Kistjakovski. Ugotovili so, da pri raztapljanju in taljenju ionov niso vse snovi, temveč samo elektroliti. Kakšna je disocijacija S. Arrheniusa? To je uničenje molekul, kar vodi k nastanku nabranih delcev v raztopinah in talinah. Glavne teoretične določbe S. Arrheniusa:

1. Baze, kisline in soli v raztopinah so v disociirani obliki.
2. Reverzibilno razgradite močne elektrolite v ione.
3. Slabi ioni tvorijo nekaj ionov.

Kazalnik stopnja disociacije snov (pogosto je izražena kot odstotek) je razmerje med številom molekul, ki so razpadle v ione in skupno število delcev v raztopini. Elektroliti so močni, če je vrednost tega indikatorja večja od 30%, pri šibkih - manj kot 3%.

Lastnosti elektrolitov

Teoretične zaključke S. Arrheniusa so dopolnjevali kasnejše študije fizikalno-kemijskih procesov v raztopinah in talitvah, ki so jih izvedli ruski znanstveniki. Pojasnjene so bile lastnosti baz in kislin. Prvi vključujejo spojine, v katerih raztopine iz kationov lahko odkrijejo le kovinske ione, anioni so delci OH^-. Molekule kisline razpadejo v negativne ione kislega ostanka in vodikovih protonov (H⁺). Premik ionov v raztopini in talini je kaotičen. Razmislite o rezultatih preizkusa, za katere boste morali sestaviti verigo, vključite vanj ogljikove elektrode in navadne žareče žarnice. Preverimo prevodnost raztopin različnih snovi: navadna sol, ocetna kislina in sladkor (prva dva sta elektroliti). Kaj je električno vezje? To je vir tokov in vodnikov, povezanih skupaj. Ko je vezje zaprto, bo žarnica v solni raztopini svetlejša. Gibanje iona pridobi red. Anioni so usmerjeni na pozitivno elektrodo in katione na negativno elektrodo.

V tem postopku majhna količina nabranih delcev sodeluje v ocetni kislini. Sladkor ni elektrolit, ne vodi toka. Med elektrodami v tej raztopini bo izolirna plast, žarnica ne bo gorila.

Kemijske interakcije med elektroliti

Ko so rešitve izpraznjene, lahko opazimo, kako se elektroliti obnašajo. Kakšne so ionske enačbe podobnih reakcij? Razmislite, na primer, o kemijski interakciji med barijev klorid in natrijev nitrat:

2NaNO₃ + BaCl₂ + = 2NaCl + Ba (št₃)₂.

Formule elektrolitov lahko zapišemo v ionski obliki:

2Na⁺ + 2NO^3- + Ba²⁺ + 2Cl^- = 2Na⁺ + 2Cl^- + Ba²⁺ + 2NO^3-.

Snovi, vzete za reakcijo, so močni elektroliti. V tem primeru se sestava ionov ne spremeni. Kemična interakcija med raztopine elektrolitov je mogoče v treh primerih:

1. Če je eden od produktov netopna snov.

Molekulska enačba: Na₂Tako₄ + BaCl₂ = BaSO2₄ + 2NaCl.

Napiramo sestavo elektrolitov v obliki ionov:

2Na⁺ + Tako₄^2- + Ba²⁺ + 2Cl^- = BaSO2_{4 (bela oborina)} + 2Na⁺ 2Cl^-.

2. Ena od oblikovanih snovi je plin.

3. Med reakcijskimi produkti je šibek elektrolit.

Voda je eden najšibkejših elektrolitov

Kemično čist voda (destilirana) ne izvaja električnega toka. Toda v svoji sestavi je majhna količina nabitih delcev. To so protoni H⁺ in anioni OH^-. Zanemarljivo število molekul vode se podvrže disociaciji. Obstaja vrednost - ionski produkt vode, ki je konstanten pri temperaturi 25 ° C. Omogoča poznavanje koncentracij H⁺ in OH^-. V raztopinah kislin prevladujejo ionski vodiki, pri alkalijah pa so večji anionski hidroksidi. V nevtralni - številka H⁺ in OH^-. Medij za raztopino označuje tudi vodikov indeks (pH). Višja je, več hidroksidov prisotnih ionov. Medij je nevtralen pri razponu pH blizu 6-7. V prisotnosti H ioni⁺ in OH^- spreminjajo barvne indikatorje: litmus, fenolftalein, metilorange in druge.

Lastnosti raztopin in talitev elektrolitov najdejo široko uporabo v industriji, inženirstvu, kmetijstvu in medicini. Znanstvena utemeljitev je zapisana v delih številnih izjemnih znanstvenikov, ki so pojasnili vedenje delcev, sestavljenih iz soli, kislin in baz. V svojih rešitvah se pojavijo številne reakcije ionske izmenjave. Uporabljajo se v številnih industrijskih procesih, v elektrokemiji, galvanizaciji. Procesi v živih bitjih se pojavljajo tudi med ioni v raztopinah. Mnoge nekovine in kovine, strupene v obliki atomov in molekul, so nepogrešljive v obliki nabitih delcev (natrij, kalij, magnezij, klor, fosfor in drugi).