Свойства на електролитите. Силни и слаби електролити. Електролити - какво е това?

Отлични проводници на електрически ток - злато, мед, желязо, алуминий, сплави. Заедно с тях има голяма група неметални вещества, чиито топи и водни разтвори също имат свойството на проводимост. Това са силни основи, киселини, някои соли, колективно наричани "електролити". Какво представлява йонната проводимост? Нека да разберем каква е връзката електролити с това широко разпространено явление.

Какви частици носят заряда?

Светът наоколо е пълен с различни проводници, както и с изолатори. Тези свойства на органи и вещества са познати от древни времена. Гръцкият математик Thales провел опит с кехлибар (на гръцки - "електрон"). След като я разтрива на коприна, учените наблюдават явлението привличане на коса, влакна от вълна. По-късно стана известно, че кехлибарът е изолатор. В това вещество няма частици, които да носят електрически заряд. Добрите проводници са метали. В състава им има атоми, положителни йони и свободни, безкрайни негативни частици - електрони. Те осигуряват прехвърлянето на такса при преминаване на тока. Силните електролити в суха форма не съдържат свободни частици. Но по време на разтварянето и топенето кристалната решетка се разпада, както и поляризацията на ковалентната връзка.

Вода, неелектролити и електролити. Какво представлява разпадането?

Чрез въвеждане или прикрепване на електрони атомите на металните и неметалните елементи се превръщат в йони. Между тях в кристалната решетка има доста силна връзка. Разтварянето или топенето на йонни съединения, например натриев хлорид, води до разрушаване. В полярните молекули няма обвързани и свободни йони, те възникват при взаимодействие с водата. През 30-те години на XIX век М. Фарадей открива, че решенията на някои вещества водят до ток. Ученият въвежда в науката такива важни понятия:

• йони (заредени частици);
• електролити (проводници от втори вид);
• катод;
• анод.

Съществуват съединения - силни електролити, чиито кристални решетки напълно се разпадат с освобождаването на йони.

Има неразтворими вещества и тези, които продължават да съществуват в молекулярна форма, например, захар, формалдехид. Такива съединения се наричат ​​не-електролити. За тях образуването на заредени частици не е характерно. Слабо електролити (въглища и оцетна киселина, амониев хидроксид и редица други вещества) съдържат малко йони.

Теория на електролитната дисоциация

В произведенията си шведският учен С. Архенией (1859-1927) разчита на изводите на Фарадей. По-късно разпоредбите на неговата теория са изяснени от руските изследователи И. Каблуков и В. Кисяковски. Те разбрали, че когато разтворите и топенето на йони не образуват всички вещества, а само електролитите. Какво представлява дисоциацията на С. Арниений? Това е разрушаването на молекулите, което води до появата на заредени частици в разтворите и се топи. Основните теоретични разпоредби на S. Arrhenius:

1. Основите, киселините и солите в разтворите са в дисоциирана форма.
2. Реверсивно се разграждат в йони със силни електролити.
3. Слабите йони образуват малко йони.

индикатор степен на дисоциация (често се изразява като процент) е съотношението на броя на молекулите, които са се разпадали на йони, и общия брой частици в разтвора. Електролитите са силни, ако стойността на този показател е повече от 30%, а при слаби - по-малко от 3%.

Свойства на електролитите

Теоретичните заключения на S. Arrhenius бяха допълнени от по-късни изследвания на физикохимичните процеси в разтвори и стопилки, провеждани от руски учени. Установени са свойствата на основите и киселините. Първите включват съединения, в чиито разтвори от катиони могат да бъдат открити само метални йони, анионите са частиците ОН^-. Молекулите на киселините се разлагат в отрицателни йони на киселинния остатък и водородните протони (Н⁺). Ускорението на йоните в разтвора и стопирането е хаотично. Обмислете резултатите от експеримента, за които ще трябва да съберете верига, включете в нея въглеродни електроди и обикновена крушка с нажежаема жичка. Нека проверим проводимостта на разтвори на различни вещества: обикновена сол, оцетна киселина и захар (първите две са електролити). Какво представлява електрическата верига? Това е източник на ток и проводници, свързани заедно. Когато веригата е затворена, крушката ще свети по-ярко в солевия разтвор. Предложението на йоните придобива заповед. Анионите са насочени към положителния електрод, а катионите към отрицателния електрод.

В този процес, малко количество заредени частици участва в оцетната киселина. Захарта не е електролит, тя не води ток. Между електродите в това решение ще има изолационен слой, крушката няма да гори.

Химични взаимодействия между електролитите

Когато разтворите се източват, може да се наблюдава как се държат електролитите. Какви са йонните уравнения на подобни реакции? Помислете, например, за химическото взаимодействие между бариев хлорид и натриев нитрат:

2NaNO₃ + ВаСЬ₂ + = 2 NaCl + Ba (NO₃)₂.

Формулите на електролитите могат да бъдат написани в йонна форма:

2Na⁺ + 2NO³ + Ба²⁺ + 2Cl^- = 2Na⁺ + 2Cl^- + Ба²⁺ + 2NO³.

Веществата, взети за реакцията, са силни електролити. В този случай съставът на йоните не се променя. Химичното взаимодействие между разтвори на електролити възможно е в три случая:

1. Ако един от продуктите е неразтворимо вещество.

Молекулярно уравнение: Na₂SO₄ + ВаСЬ₂ = BaS02₄ + 2NaCl.

Нека да напишем състава на електролитите под формата на йони:

2Na⁺ + SO₄^2- + Ба²⁺ + 2Cl^- = BaS02_{4 (бяла утайка)} + 2Na⁺ 2Cl^-.

2. Една от образуваните вещества е газ.

3. Сред реакционните продукти има слаб електролит.

Водата е един от най-слабите електролити

Химически чист вода (дестилирана) не провежда електрически ток. Но в състава му има малко количество заредени частици. Това са протони H⁺ и аниони OH^-. Незначителен брой водни молекули претърпя дисоциация. Има стойност - йонният продукт на водата, който е постоянен при температура от 25 ° С. Тя позволява да се знае концентрацията на Н⁺ и ОН^-. Водородните йони преобладават в разтворите на киселини, хидроксидните аниони са по-големи в алкалните. В неутрален - числото H⁺ и ОН^-. Средата на разтвора също така характеризира индекса на водород (рН). Колкото по-високо е, толкова повече са налични хидроксидните йони. Средата е неутрална при рН близък до 6-7. В присъствието на йонни йони⁺ и ОН^- променят цвета си индикаторни вещества: лакмус, фенолфталеин, метилоланж и др.

Свойствата на разтвори и стопилки на електролити се използват широко в промишлеността, инженерството, селското стопанство и медицината. Научното обосноваване се съдържа в произведенията на редица изключителни учени, които обясняват поведението на частиците, от които са съставени соли, киселини и основи. В своите разтвори се срещат различни йонообменни реакции. Те се използват в много индустриални процеси, в електрохимията, галванопластика. Процесите в живите същества също се срещат между йоните в разтворите. Много неметали и метали, токсични под формата на атоми и молекули, са незаменими под формата на заредени частици (натрий, калий, магнезий, хлор, фосфор и други).