Vlastnosti elektrolytů. Silné a slabé elektrolyty. Elektrolyty - co to je?

Vynikající vodiče elektrického proudu - zlato, měď, železo, hliník, slitiny. Spolu s nimi existuje velká skupina nekovových látek, jejichž taveniny a vodné roztoky mají také vlastnost vodivosti. Jedná se o silné báze, kyseliny, některé soli, kolektivně nazývané "elektrolyty". Co je ionická vodivost? Zjistěte, jaké vztahy mají elektrolyty k tomuto rozšířenému jevu.

Jaké částice nesou náboje?

Svět kolem je plný různých dirigentů a izolátorů. Tyto vlastnosti těles a látek jsou známy již od starověku. Řecký matematik Thales dělal zkušenost s jantarovou (v řečtině - "elektron"). Po tom, co ji vrhla na hedvábí, vědec pozoroval fenomén přitažlivosti vlasů, vláken z vlny. Později se ukázalo, že jantar je izolátorem. V této látce nejsou žádné částice, které by mohly přenášet elektrický náboj. Dobré vodiče jsou kovy. Ve svém složení existují atomy, pozitivní ionty a volné, nekonečně malé záporné částice - elektrony. Poskytují přenos poplatků při procházení proudu. Silné elektrolyty v suché formě neobsahují volné částice. Během rozpouštění a tavení se krystalová mřížka rozpadá, stejně jako polarizace kovalentní vazby.

Voda, neelektrolyty a elektrolyty. Co je to rozpuštění?

Dáváním nebo připojením elektronů se atomy kovových a nekovových prvků převádějí na ionty. Mezi nimi v křišťálové mřížce je poměrně silné spojení. Rozpuštění nebo roztavení iontových sloučenin, například chloridu sodného, ​​vede k jeho zničení. V polárních molekulách nejsou ani vazné ani volné ionty, které vznikají při interakci s vodou. Ve 30. letech 19. století objevil M. Faraday, že řešení některých látek vede proud. Vědec představil do vědy takové důležité pojmy:

• ionty (nabité částice);
• elektrolyty (vodiče druhého druhu);
• katoda;
• anoda.

Existují sloučeniny - silné elektrolyty, jejichž krystalické mřížky se úplně rozpadají uvolněním iontů.

Existují nerozpustné látky a látky, které přetrvávají v molekulární formě, například cukr, formaldehyd. Takové sloučeniny se nazývají neelektrolyty. Pro ně není tvorba nabitých částic charakteristická. Slabé elektrolyty (uhlí a kyselina octová, hydroxid amonný a řada dalších látek) obsahuje několik iontů.

Teorie elektrolytické disociace

Ve svých dílech se švédský vědec S. Arrhenius (1859-1927) spoléhal na závěry Faradaje. Později ustanovení této teorie vyjasnili ruští badatelé I. Kablukov a V. Kistyakovskij. Zjistili, že při rozpouštění a tavení iontů se netvoří všechny látky, ale pouze elektrolyty. Co je S. Arrhenius disociace? Jedná se o destrukci molekul, což vede k vzhledu nabitých částic v roztoku a taveninách. Hlavní teoretická ustanovení S. Arrhenius:

1. Báze, kyseliny a soli v roztoku jsou v disociované formě.
2. Reverzibilně se rozpadá na ionty silných elektrolytů.
3. Slabé ionty tvoří několik iontů.

Indikátor stupeň disociace (je často vyjádřena v procentech) je poměr počtu molekul, které se rozpadly na ionty, a celkový počet částic v roztoku. Elektrolyty jsou silné, pokud hodnota tohoto indikátoru je více než 30%, u slabých - méně než 3%.

Vlastnosti elektrolytů

Teoretické závěry S. Arrhenius byly doplněny pozdějšími studiemi fyzikálně chemických procesů v roztocích a taveninách, které vedly ruští vědci. Byly vysvětleny vlastnosti bází a kyselin. První zahrnují sloučeniny, jejichž roztoky z kationtů mohou být detekovány pouze kovové ionty, anionty jsou částice OH^-. Molekuly kyselin se rozkládají na negativní ionty kyselého zbytku a vodíkových protonů (H⁺). Pohyb iontů v roztoku a tavenině je chaotický. Zvažte výsledky experimentu, pro který budete potřebovat sestavit řetězec a zahrnout do něj uhlíkové elektrody a běžnou žárovkou. Zkontrolujte vodivost roztoků různých látek: běžná sůl, kyselina octová a cukr (první dvě jsou elektrolyty). Co je elektrický obvod? Jedná se o zdroj proudů a vodičů spojených dohromady. Když je obvod uzavřen, žárovka v solném roztoku bude svítit jasněji. Pohyb iontů získá příkaz. Anionty jsou směrovány na kladnou elektrodu a kationty k záporné elektrodě.

Při tomto procesu se malé množství nabitých částic podílí na kyselině octové. Cukr není elektrolytem, ​​nevede proud. Mezi elektrodami v tomto roztoku bude izolační vrstva, žárovka nebude hořet.

Chemické interakce mezi elektrolyty

Když jsou roztoky vyčerpány, lze pozorovat, jak se elektrolyty chovají. Jaké jsou iontové rovnice podobných reakcí? Zvažte například chemickou interakci mezi chlorid barnatý a dusičnanu sodného:

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

Vzorec elektrolytů může být napsán v iontové formě:

2Na⁺ + 2NO^3- + Ba²⁺ + 2C1^- = 2Na⁺ + 2C1^- + Ba²⁺ + 2NO^3-.

Látky odebrané pro reakci jsou silné elektrolyty. V tomto případě se složení iontů nemění. Chemická interakce mezi roztoky elektrolytů je možné ve třech případech:

1. Pokud je některý z produktů nerozpustná látka.

Molekulární rovnice: Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaS02₄ + 2NaCl.

Napište složení elektrolytů ve formě iontů:

2Na⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2C1^- = BaS02_{4 (bílá sraženina)} + 2Na⁺ 2C1^-.

2. Jednou z vytvořených látek je plyn.

3. Mezi reakčními produkty je slabý elektrolyt.

Voda je jeden z nejslabších elektrolytů

Chemicky čistý voda (destilovaná) nevede elektrický proud. Ale ve svém složení je malé množství nabitých částic. Jedná se o protony H⁺ a anionů OH^-. Zanedbatelný počet molekul vody prochází disociací. Je zde hodnota - iontový produkt vody, který je konstantní při teplotě 25 ° C. Umožňuje poznat koncentrace H⁺ a OH^-. Vodíkové ionty převažují v roztoku kyselin, hydroxidové anionty jsou větší v zásadách. V neutrálu - číslo H⁺ a OH^-. Roztok média také charakterizuje index vodíku (pH). Čím vyšší je, tím více hydroxidových iontů je přítomno. Médium je neutrální v rozmezí pH blízké 6-7. V přítomnosti iontů H⁺ a OH^- měnit jejich indikátory barviv: litmus, fenolftalein, methyloran a další.

Vlastnosti roztoků a tavenin elektrolytů mají široké uplatnění v průmyslu, strojírenství, zemědělství a medicíně. Vědecké zdůvodnění je uvedeno v práci mnoha vynikajících vědců, kteří vysvětlovali chování částic, z nichž jsou složeny soli, kyseliny a zásady. Ve svých řešeních dochází k řadě iontových výměnných reakcí. Používají se v mnoha průmyslových procesech, v elektrochemii, galvanizaci. Procesy v živých bytostech se vyskytují také mezi ionty v roztoku. Mnoho kovů a nekovů, toxické ve formě atomů a molekul, nezbytných ve formě nabitých částic (sodík, draslík, hořčík, chlor, fosfor a další).