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Elettroliti: esempi. La composizione e le proprietà di elettroliti. elettroliti forti e deboli

Gli elettroliti sono le sostanze chimiche conosciute fin dai tempi antichi. Tuttavia, la maggior parte delle aree della loro applicazione, hanno vinto di recente. Discuteremo la priorità assoluta per l'industria l'uso di queste sostanze e noi capire che il passato è il presente, e si differenziano gli uni dagli altri. Ma si comincia con una digressione nella storia.

storia

I più antichi conosciuti elettroliti – sali e acidi è aperto anche nel mondo antico. Tuttavia, la comprensione della struttura e delle proprietà di elettroliti si sono evoluti nel corso del tempo. Teoria questi processi si sono evoluti dal 1880, quando è stato fatto una serie di scoperte, le teorie legate alle proprietà di elettrolita. Ci sono stati diversi salti quantici in teorie che descrivono i meccanismi di interazione degli elettroliti con acqua (in realtà solo in soluzione acquisiscono le proprietà che rendono il loro utilizzo nel settore).

Ora vedremo esattamente sono diverse teorie che hanno avuto il maggiore impatto sullo sviluppo di concetti di elettroliti e le loro proprietà. Cominciamo con la teoria più comune e semplice, che ognuno di noi ha preso a scuola.

teoria Arrhenius di dissociazione elettrolitica

Nel 1887 il chimico svedese Svante Arrhenius e chimico russo-tedesco Wilhelm Ostwald ha sviluppato la teoria della dissociazione elettrolitica. Tuttavia, anche qui, non è così semplice. Arrhenius era fan cosiddetta teoria fisica di soluzioni che non tengono conto della interazione dei componenti della sostanza con l'acqua e sostenuto che ci sono particelle cariche libere (ioni) in soluzione. Tra l'altro, da tali posizioni di oggi stanno prendendo in considerazione la dissociazione elettrolitica della scuola.

Parliamo tutti la stessa che rende la teoria e come si spiega il meccanismo di interazione di sostanze con acqua. Come con qualsiasi altro lavoro, ha diversi postulati che utilizza:

1. Nella reazione di acqua con la sostanza disintegra in ioni positivi (- e negativo cationi – anionici). Queste particelle vengono sottoposte ad idratazione attraggono molecole d'acqua che, per inciso, grava un lato positivo e dall'altro – negativo (dipolo formata) per formare in complessi aqua (solvati).

2. Il processo di dissociazione è reversibile – cioè se la sostanza è suddiviso in ioni, sotto l'influenza di qualsiasi elemento, può tornare ad essere una fonte.

3. Se gli elettrodi di connessione alla soluzione e lasciare che la corrente, i cationi iniziano a muoversi verso l'elettrodo negativo – il catodo e anioni alla carica positiva – anodo. Ecco perché le sostanze sono facilmente solubili in acqua, conducono elettricità meglio dell'acqua stessa. Per lo stesso motivo sono chiamati elettroliti.

4. Il grado di dissociazione di elettrolita caratterizza una percentuale di sostanza sottoposta a dissoluzione. Questo tasso dipende dal solvente e le proprietà del soluto, la concentrazione di quest'ultimo e la temperatura esterna.

Qui, infatti, e tutti i principi di base di questa teoria semplice. Li useremo in questo articolo per una descrizione di ciò che sta accadendo nella soluzione elettrolitica. Esempi di questi composti Esaminiamo un po 'più tardi, e ora consideriamo un'altra teoria.

acidi Teoria e basi di Lewis

Secondo la teoria della dissociazione elettrolitica, acido – una sostanza presente in una soluzione il cui catione idrogeno e base – composto si decompone in soluzione ad un anione idrossido. C'è un'altra teoria, dal nome del famoso chimico Gilbert Lewis. Esso consente di estendere il concetto di diversi acidi e basi. Secondo la teoria di Lewis, l'acido – è gli ioni o le molecole di sostanze che hanno orbitali degli elettroni liberi e sono in grado di accettare un elettrone da un'altra molecola. Facile intuire che le basi saranno quelle particelle che sono in grado di dare uno o più dei suoi elettroni all'acido "usare". È interessante è che l'acido o la base possono essere non solo l'elettrolita, ma anche qualsiasi sostanza che, anche insolubile in acqua.

teoria Protolytic Brendsteda Lowry

Nel 1923, indipendentemente l'uno dall'altro, due scienziati – J. and teoria T. Lowry Bronsted -predlozhili, che è ora utilizzato attivamente dagli scienziati per descrivere i processi chimici. L'essenza di questa teoria è che la dissociazione del significato si riduce a un trasferimento di protoni dalla base di acido. Pertanto, quest'ultimo è qui inteso come un accettore di protoni. Quindi l'acido è il donatore. La teoria spiega anche l'esistenza di buone sostanze che presentano proprietà e acidi e basi. Tali composti sono detti anfotero. In teoria Brønsted-Lowry per la loro durata applica anche anfoliti, mentre comunemente chiamati protoliti acidi o basici.

Siamo venuti alla sezione successiva. Qui vi mostreremo quali diversi elettroliti forti e deboli, e discutere l'impatto di fattori esterni sulle loro proprietà. E poi di procedere alla descrizione della loro applicazione pratica.

elettroliti forti e deboli

Ogni sostanza reagisce con sola acqua. Alcuni scioglierlo bene (ad esempio cloruro di sodio), e alcuni non si sciolgono (ad esempio, gesso). Così, tutte le sostanze sono suddivise in elettroliti forti e deboli. Questi ultimi sono sostanze che interagiscono poco con acqua e depositati sul fondo della soluzione. Ciò significa che hanno un basso grado di dissociazione e legami ad alta energia, che consente la molecola di disintegrarsi in suoi ioni componente in condizioni normali. Dissociazione elettroliti deboli avviene sia lentamente o aumentando la temperatura e la concentrazione della sostanza in soluzione.

Parlare di un forte elettrolita. Questi includono tutti i sali solubili, nonché acidi forti e alcali. Sono facili da abbattere in ioni ed è molto difficile da raccoglierle in precipitazioni. La corrente nell'elettrolita, incidentalmente, avviene grazie agli ioni contenuti nella soluzione. Pertanto, le migliori conduttive elettroliti forti. Esempi di quest'ultimo: acidi forti, alcali, sale solubile.

Fattori che influenzano il comportamento degli elettroliti

Ora guardate come il cambiamento influisce l'ambiente esterno sulle proprietà delle sostanze. La concentrazione interessa direttamente il grado di dissociazione dell'elettrolita. Inoltre, questa relazione può essere espressa matematicamente. La legge che descrive questo rapporto, chiamato la legge di diluizione del Ostwald ed è scritta come: a = (K / c) 1/2. Qui, a – è il grado di dissociazione (presa come frazione), K – costante di dissociazione, diverso per ogni sostanza, e con – la concentrazione di elettrolita nella soluzione. Secondo questa formula, si può imparare molto sulla materia e il suo comportamento in soluzione.

Ma ci siamo allontanati dal tema. Un'ulteriore concentrazione del grado di dissociazione di elettrolita influisce anche la temperatura. Per la maggior parte sostanze aumentare aumenta la solubilità e reattività. Questo potrebbe spiegare la comparsa di alcune reazioni solo a temperatura elevata. In condizioni normali, sono o molto lentamente, o in entrambe le direzioni (questo processo è chiamato reversibile).

Abbiamo esaminato i fattori che determinano il comportamento di un sistema come una soluzione elettrolitica. Ora si passa alla applicazione pratica di questi, senza dubbio, molto importanti sostanze chimiche.

applicazione industriale

Naturalmente, tutti hanno sentito il "elettroliti" parola come applicata alle batterie. In un veicolo utilizzando batterie al piombo-acido, l'elettrolita nel quale svolge il ruolo di un acido solforico al 40 percento. Per capire il motivo per cui non v'è tutto ciò che serve è una sostanza necessaria per comprendere le caratteristiche della batteria.

Allora, qual è il principio di funzionamento di qualsiasi batteria? Nella reazione reversibile che si svolge la conversione di una sostanza in un altro, a seguito della quale vengono rilasciati gli elettroni. Quando l'interazione carica batteria avviene sostanze, cosa impossibile in condizioni normali. Questo può essere rappresentato come l'accumulo di energia nel materiale a seguito di una reazione chimica. Durante l'erogazione della trasformazione inversa inizia, riducendo il sistema allo stato iniziale. Questi due processi, insieme, costituiscono un ciclo di carica-scarica.

Si consideri il processo di sopra è un esempio specifico – la batteria al piombo. Come è facile intuire, il generatore di corrente costituito da un elemento, comprendente un conduttore (lead diokisd e PbO 2) ed un acido. Qualsiasi batteria comprende degli elettrodi e lo spazio tra di loro riempito solo con l'elettrolita. Come quest'ultima, come abbiamo visto, in questo esempio si utilizza la concentrazione di acido solforico al 40 percento. Il catodo della batteria a base di diossido di piombo, l'anodo è fatto di piombo puro. Tutto questo è perché questi due elettrodi differenti verificano reazioni reversibili coinvolgono ioni che sono acido dissociata:

  1. PbO 2 + SO 4 2- + 4H + + 2e – = PbSO 4 + 2H 2 O (reazione si verifica all'elettrodo negativo – catodo).
  2. Pb + SO 4 2- 2e – = PbSO 4 (reazione si verifica in corrispondenza dell'elettrodo positivo – l'anodo).

Se leggete la reazione da sinistra a destra – ottenere i processi che si verificano durante la carica della batteria, e se a destra – a pagamento. Ogni sorgente di corrente chimica di queste reazioni è differente, ma il meccanismo del loro verificarsi in generale descrive la stessa: ci sono due processi, uno dei quali elettroni vengono "assorbite" e l'altro, per converso, "go". La cosa più importante è che il numero di elettroni assorbiti uguale al numero pubblicato.

In realtà, oltre a batterie, ci sono molte applicazioni di queste sostanze. In generale, elettroliti, esempi di cui abbiamo dato, – è solo un granello della varietà di sostanze che sono uniti sotto questo termine. Essi ci circondano ovunque, ovunque. Ad esempio, il corpo umano. Pensi che non ci sono tali sostanze? Molto male. Si trovano ovunque in noi e costituiscono il maggior numero di elettroliti nel sangue. Questi includono, per esempio, ioni di ferro, che sono parte di emoglobina e aiuta il trasporto di ossigeno ai tessuti del nostro corpo. elettroliti di sangue anche svolgono un ruolo chiave nella regolazione dell'equilibrio idrico-salino e il lavoro del cuore. Questa funzione è svolta da ioni di potassio e di sodio (c'è anche un processo che avviene nelle cellule che sono denominati pompa potassio-sodio).

Qualsiasi sostanza che siete in grado di sciogliere almeno un po '- elettroliti. E non c'è l'industria e la nostra vita, ovunque essi vengono applicati. E 'non solo le batterie in auto e batterie. È un qualsiasi chimica e alimentare, fabbriche militari, fabbriche di abbigliamento e così via.

Composizione elettrolitica, tra l'altro, è diversa. Pertanto, è possibile assegnare l'elettrolita acido e alcalino. Essi differiscono radicalmente nelle loro proprietà: come abbiamo detto, gli acidi sono donatori di protoni, e alcalini – accettori. Ma nel tempo, composizione elettrolitica cambiamenti dovuti alla perdita di parte della concentrazione della sostanza sia diminuisce o aumenta (tutto dipende da ciò che si perde, acqua o elettrolito).

Ogni giorno ci troviamo di fronte a loro, ma molto pochi sanno esattamente la definizione di tale termine come elettroliti. Esempi di sostanze specifiche abbiamo discusso, così passiamo un po concetti più complessi.

Le proprietà fisiche di elettroliti

Ora di fisica. La cosa più importante da capire nello studio di questo tema – la corrente passa agli elettroliti. ruolo decisivo in questo svolto dagli ioni. Queste particelle cariche possono migrare da una parte della soluzione di carica all'altra. Così, anioni tendono sempre verso l'elettrodo positivo e cationi – al negativo. Pertanto, agendo sulla soluzione corrente elettrica, si divide le cariche su lati opposti del sistema.

caratteristiche fisiche molto interessanti come densità. Essa colpisce molte proprietà dei nostri composti in discussione. E spesso si apre la domanda: "Come aumentare la densità dell'elettrolita" Infatti, la risposta è semplice: è necessario abbassare il contenuto di acqua della soluzione. Poiché la densità dell'elettrolito determinata principalmente densità dell'acido solforico, dipende in larga misura dalla concentrazione finale. Ci sono due modi per attuare il piano. Il primo è molto semplice: far bollire l'elettrolita contenuto nella batteria. Per fare questo, è necessario caricare in modo che la temperatura interna è salito leggermente al di sopra un centinaio di gradi Celsius. Se questo metodo non funziona, non ti preoccupare, c'è un altro: è sufficiente sostituire il vecchio nuovo elettrolita. Per fare questo, drenare la vecchia soluzione per pulire l'interno di acido solforico residuo in acqua distillata, e poi versare una nuova porzione. Tipicamente, la qualità delle soluzioni elettrolitiche hanno subito un valore concentrazione desiderata. Dopo la sostituzione può dimenticare su come aumentare la densità dell'elettrolito.

Composizione elettrolitica determina in gran parte le sue proprietà. Caratteristiche come la conducibilità elettrica e la densità, per esempio, fortemente dipendono dalla natura del soluto e la sua concentrazione. V'è una domanda separata di quanta parte del liquido nella batteria può essere. Infatti, il suo volume è direttamente correlata alla capacità dichiarata del prodotto. L'acido solforico più all'interno della batteria, quindi è più potente, t. E. La tensione è più in grado di produrre.

Dove è utile?

Se sei un appassionato di auto o semplicemente interessa di automobili, capirai tutto da soli. Sicuramente ancora di sapere come determinare la quantità di elettrolita della batteria è ora. E se sei lontano dalla macchina, poi la conoscenza delle proprietà di queste sostanze, il loro uso e la loro interazione con l'altro non sarà superfluo. Sapendo questo, non si è confuso, ti viene chiesto di dire ciò che il liquido nella batteria. Anche se, anche se non sei un appassionato di auto, ma avete una macchina, allora la conoscenza del dispositivo di batteria sarà assolutamente nulla di male e vi aiuterà a riparare. Sarà molto più facile e meno costoso per fare tutto da soli, piuttosto che andare al centro macchina.

E per saperne di più su questo argomento, si consiglia di controllare il libro di testo di chimica per le scuole e le università. Se si conosce bene questa scienza e leggere abbastanza libri, la migliore opzione sarà "generatori di corrente chimiche" Varypaeva. Ci sono indicati in dettaglio l'intera teoria della durata della batteria, una varietà di batterie e elementi idrogeno.

conclusione

Siamo giunti al termine. Ricapitoliamo. Sopra abbiamo discusso ogni cosa, come non esiste una cosa come elettroliti: esempi, teoria della struttura e le proprietà, le funzioni e le applicazioni. Ancora una volta, va detto che questi composti sono parte della nostra vita, senza la quale non potrebbe esistere, il nostro corpo e tutti i settori industriali. Vi ricordate gli elettroliti nel sangue? Grazie a loro viviamo. E per quanto riguarda le nostre auto? Con questa conoscenza possiamo risolvere qualsiasi problema con la batteria, come ora capire come aumentare la densità del elettrolita in essa.

Tutto impossibile dirlo, ma non abbiamo fissato un tale obiettivo. Dopo tutto, non è tutto ciò che può essere detto su tali sostanze stupefacenti.