Egenskaper hos elektrolyter. Starka och svaga elektrolyter. Elektrolyter - vad är det?

Utmärkt ledare av elektrisk ström - guld,koppar, järn, aluminium, legeringar. Tillsammans med dem finns en stor grupp av icke-metalliska substanser, smältningarna och vattenhaltiga lösningar av vilka också har egenskapen för konduktivitet. Dessa är starka baser, syror, vissa salter, kollektivt kallade "elektrolyter". Vad är jonledningsförmåga? Låt oss ta reda på vilken relation elektrolyter har till detta utbrett fenomen.

Vilka partiklar bär avgifter?

Världen är full av olika ledare, och ocksåisolatorer. Dessa egenskaper hos kroppar och ämnen har varit kända sedan antiken. Grekisk matematiker Thales gjorde erfarenhet av bärnsten (på grekiska - "elektron"). Gnugga det på siden, har forskare observerat fenomenet gravitations hår, ullfibrer. Senare blev det känt att bärnsten är en isolator. I detta ämne finns inga partiklar som kan bära en elektrisk laddning. Bra ledare är metaller. I deras sammansättning finns det atomer, positiva joner och fria, oändliga negativa partiklar - elektroner. De tillhandahåller laddningsöverföringen när strömmen passeras. Starka elektrolyter i torr form innehåller inte fria partiklar. Men när upplösning och smältning kristallgittret förstörs och polariserings kovalent bindning.

Vatten, icke-elektrolyter och elektrolyter. Vad är upplösning?

Genom att ge eller fästa elektroner, är atomermetall och icke-metalliska element omvandlas till joner. Mellan dem i kristallgitteret finns en ganska stark anslutning. Upplösning eller smältning av joniska föreningar, exempelvis natriumklorid, leder till dess förstöring. I polära molekyler finns varken bundna eller fria joner, de uppstår vid interaktion med vatten. På 30-talet av XIX-talet upptäckte M. Faraday att lösningar av vissa ämnen leder ström. Forskaren införde vetenskapen så viktiga begrepp:

• joner (laddade partiklar);
• elektrolyter (ledare av den andra typen);
• katod;
• anoden.

Det finns föreningar - starka elektrolyter, kristallgitterna som helt bryter ner med utsläpp av joner.

Det finns olösliga ämnen och de somkonserveras i en molekylär form, exempelvis socker, formaldehyd. Sådana föreningar kallas icke-elektrolyter. För dem är bildandet av laddade partiklar inte karaktäristiskt. Svaga elektrolyter (kol och ättiksyra, ammoniumhydroxid och ett antal andra ämnen) innehåller få joner.

Teorin om elektrolytisk dissociation

I hans verk den svenska forskaren S. Arrhenius (1859-1927) förlitade sig på Faradays slutsatser. Senare klargördes hans teori av de ryska forskarna I. Kablukov och V. Kistyakovsky. De upptäckte att vid upplösning och smältning av joner bildar inte alla ämnen, utan bara elektrolyter. Vad är S. Arrhenius dissociation? Detta är förstörelsen av molekyler, vilket leder till utseendet av laddade partiklar i lösningar och smälter. De huvudsakliga teoretiska bestämmelserna i S. Arrhenius:

1. Baserna, syrorna och salterna i lösningar är i dissocierad form.
2. Omvändbart bryts ner i joner starka elektrolyter.
3. Svaga joner bildar få joner.

Indikatorn för graden av dissociering av ett ämne (dessofta uttryckt som en procentandel) är förhållandet mellan antalet molekyler som har förfallit till joner och det totala antalet partiklar i lösning. Elektrolyter är starka om värdet på denna indikator är över 30%, för de svaga - mindre än 3%.

Egenskaper hos elektrolyter

Teoretiska slutsatser från S. Arrhenius kompletterades med senare studier av fysikalisk-kemiska processer i lösningar och smältningar som utförs av ryska forskare. Egenskaperna hos baser och syror förklarades. Den första innefattar föreningar i vars lösningar från katjoner, bara metalljoner kan detekteras, anjonerna är partiklarna OH^-. Syrens molekyler sönderdelas i negativa joner av syraresten och väteprotoner (H⁺). Ijonens rörelse i lösning och smältning är kaotisk. Tänk på resultaten av experimentet, för vilket du måste montera en kedja, inkludera kolelektroder och en vanlig glödlampa. Låt oss kontrollera konduktiviteten hos lösningar av olika ämnen: vanligt salt, ättiksyra och socker (de två första är elektrolyter). Vad är en elektrisk krets? Detta är en källa till ström och ledare kopplade ihop. När kretsen är stängd glöder glödlampan ljusare i saltlösningen. Ijonens rörelse förvärvar order. Anjonerna riktas mot den positiva elektroden och kationerna till den negativa elektroden.

I denna process deltar ättiksyraen liten mängd laddade partiklar. Socker är inte en elektrolyt, den utför inte ström. Mellan elektroderna i denna lösning kommer det att finnas ett isolerande lager, lampan kommer inte att brinna.

Kemiska interaktioner mellan elektrolyter

När lösningarna är tömda kan man observera hur de lederdig själv elektrolyter. Vad är jonlikvationerna för liknande reaktioner? Tänk på exempelvis den kemiska interaktionen mellan bariumklorid och natriumnitrat:

2NaNO₃ + BaCl₂ + = 2 NaCl + Ba (NO₃)₂.

Formlerna av elektrolyter kan skrivas i jonisk form:

2Na⁺ + 2NO³ + Ba²⁺ + 2Cl^- = 2Na⁺ + 2Cl^- + Ba²⁺ + 2NO³.

De ämnen som tas för reaktionen är starka elektrolyter. I detta fall förändras inte jonens sammansättning. Den kemiska interaktionen mellan lösningar av elektrolyter är möjlig i tre fall:

1. Om en av produkterna är en olöslig substans.

Molekylekvation: Na₂sÅ₄ + BaCl₂ = BaS02₄ + 2NaCl.

Låt oss skriva elektrolyternas sammansättning i form av joner:

2Na⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2Cl^- = BaS02_{4 (vit fällning)} + 2Na⁺ 2cl^-.

2. Ett av de bildade ämnena är gas.

3. Bland reaktionsprodukterna finns en svag elektrolyt.

Vatten är en av de svagaste elektrolyterna

Kemiskt rent vatten (destillerat) leder inte elektrisk ström. Men i dess sammansättning finns en liten mängd laddade partiklar. Dessa är protoner H⁺ och anjoner OH^-. Ett försumbart antal vattenmolekyler genomgår dissociation. Det finns ett värde - jonprodukten av vatten, som är konstant vid en temperatur av 25 ° C. Det låter en känna till koncentrationerna av H⁺ och OH^-. Vätejoner dominerar i syror, hydroxidanjoner är större i alkalier. I neutral - numret H⁺ och OH^-. Lösningsmediet karakteriserar också väteindexet (pH). Ju högre det är desto mer hydroxidjoner är närvarande. Mediet är neutralt vid ett pH-område nära 6-7. I närvaro av H joner⁺ och OH^- ändra deras färgindikator ämnen: litmus, fenolftalein, metylorange och andra.

Egenskaper av lösningar och smält av elektrolyteranvänds allmänt inom industri, teknik, jordbruk och medicin. Den vetenskapliga motiveringen är fastställd i verk av ett antal utestående vetenskapsmän som förklarade partiklarnas beteende, vilka salter, syror och baser är sammansatta. I sina lösningar förekommer en rad jonbytesreaktioner. De används i många industriella processer, inom elektrokemi, elektroplätering. Processer i levande varelser uppträder också mellan joner i lösningar. Många icke-metaller och metaller, giftiga i form av atomer och molekyler, är oumbärliga i form av laddade partiklar (natrium, kalium, magnesium, klor, fosfor och andra).