Elektrolitler: örnekler. bileşim ve elektrolit özellikleri. Güçlü ve zayıf elektrolitler

Elektrolitler eski çağlardan beri bilinen kimyasal maddelerdir. Ancak, bunların uygulama en alanları, son zamanlarda kazandı. Biz sanayi için bu maddelerin kullanımını öncelikli tartışacağız ve geçmiş mevcut olduğunu anlıyoruz edecek ve birbirinden farklıdır. Ama biz tarihe saptıran ile başlar.

öykü

Bilinen en eski elektrolitler - tuzları ve asitleri bile antik dünyada açıktır. Ancak, yapı ve elektrolit özelliklerinin anlaşılması zamanla evrim geçirmiştir. Teori bu süreçler o keşifler, elektrolit mal varlığıyla ilgili teoriler bir dizi yapıldığında, 1880 yılından beri gelişmiştir. (Bunlar sanayide kendi faydalanmak mülk edinme tek çözüm aslında) su ile elektrolit etkileşim mekanizmalarını açıklayan teoriler çeşitli atılımlar vardı.

Tam olarak elektrolit ve özellikleri kavramların gelişimine en büyük etkisi olan çeşitli teoriler Şimdi göreceğiz vardır. her birimiz okulda aldığı en, en yaygın ve basit teori ile başlayalım.

elektrolitik ayrışma Arrhenius teorisi

1887 yılında İsveçli kimyacı Svante Arrhenius ve Rus-Alman kimyager Wilhelm Ostwald elektrolitik ayrışma teorisini geliştirdi. Ancak burada da, o kadar basit değil. Arrhenius kendisi hesaba su ile maddenin bileşenlerinin etkileşimini almayan çözeltilerin fiziksel teorisi olarak adlandırılan destekçisi ve solüsyonda serbest yüklü parçacıklar (iyonlar) olduğu öne sürülmektedir. Bu arada, bu tür pozisyonlarda bugün okulun elektrolitik ayrışmayı değerlendiriyorlar.

Biz teoriyi yapar hepsi aynı konuşmak ve suyla maddelerin etkileşimi mekanizmasını nasıl yapıldığını anlatır. Başka bir iş olduğu gibi, o kullandığı çeşitli önermeleri vardır:

(- negatif katyon - anyon pozitif) bir madde ile, su ile reaksiyona 1. iyonlarına parçalanır. su kompleksleri (solvatlar) içinde oluşturulması için negatif (oluşturulan dipol) - Bu parçacıklar, bu arada, kesin ve diğer bir taraftan şarj su molekülleri çekecek hidrasyona tabi tutulur.

madde iyonları ayrılmıştır varsa faktörü etkisi altında, yine kaynağı olabilir, diğer bir deyişle - 2. ayrılma süreci tersine çevrilebilir.

çözeltiye bağlantı elektrotları ve mevcut izin 3. Eğer katyonları negatif elektrot için hareket etmeye başlar - anot - pozitif yüklü katot ve anyonlar. maddeler, suda kolaylıkla çözünebilen suyun kendisinden daha iyi elektrik iletme nedeni budur. Aynı nedenle onlar elektrolitler denir.

4. ayrışma derecesi elektrolit çözünme tabi yüzde madde karakterize etmektedir. Bu oran, çözücü ve çözünen, ikinci konsantrasyonu ve dış sıcaklık özelliklerine bağlıdır.

Burada, aslında, ve bu basit teorinin tüm temel ilkelerinde. Onları biz elektrolit solüsyonu neler olduğunu açıklaması için bu makaledeki kullanacaktır. Bu bileşiklerin örnekleri bize biraz sonra inceleyelim ve şimdi bize başka teori ele alalım.

Teori asitler ve Lewis bazları

bileşik hidroksit anyonu çözelti içinde parçalanır -, taşıyıcının, hidrojen katyonu ve baz bir solüsyon içinde mevcut olan bir kimyasal madde - elektrolitik ayrışma asit teorisine göre. Ünlü kimyager Gilbert Lewis adını başka bir teori vardır. Bu birkaç asit ve baz kavramını genişletmek için izin verir. Lewis teorisine göre, asit - iyonlar serbest elektron orbitali sahip ve başka bir molekülden bir elektron kabul mümkün olan maddeler veya moleküller. Kolay bazlar "kullanım" aside elektron bir veya daha fazla elde yeteneğine sahip olan parçacıklar olacağını tahmin etmek. Asit veya baz elektrolit değil, aynı zamanda suda bile çözünmez herhangi bir madde sadece olabileceğidir burada ilginçtir.

Proteolitik teori Brendsteda Lowry

1923 yılında, birbirinden bağımsız olarak, iki bilim adamı - J. T. Lowry Bronsted -predlozhili teori, şu anda aktif bilim adamları tarafından kullanılan kimyasal işlemleri tanımlamak için kullanılır. Bu teorinin esası anlam ayrışma asit tabanından bir proton transferi aşağı gelmektedir. Bu nedenle, ikinci bir proton alıcısı olarak anlaşılır. Daha sonra asite donördür. teori özellikleri ve asitleri ve bazları sergileyen iyi maddelerin varlığını açıklar. Bu gibi bileşikler, amfoterik olarak adlandırılır. süreleri için-Lowry Bronsted Teorik olarak, asit ya da baz yaygın olarak adlandırılan ilksel ise amfolitler uygulanır.

Bir sonraki bölümde geldiniz. İşte size neyi farklı güçlü ve zayıf elektrolitler göstermek ve onların özelliklerine dış faktörlerin etkisini ele alacağız. Ve sonra pratik uygulamanın açıklaması geçmek için.

Güçlü ve zayıf elektrolitler

Her bir madde tek başına su ile reaksiyona girer. Bazı iyi (örneğin, sodyum klorür) çözünmesi ve bazı (örneğin, tebeşir) çözünmez. Bu durumda, tüm maddelerin güçlü ve zayıf elektrolit ayrılır. ikinci su ile zayıf etkileşim ve çözelti tabanında biriken maddelerdir. Bu da molekülü, normal koşullar altında, bileşen iyonlarına parçalanır sağlar ayrılma çok düşük bir derecesine ve yüksek enerji bağa sahip olduğu anlamına gelir. Zayıf elektrolitler Ayrışma yavaş ya sıcaklık ve çözelti içindeki maddenin konsantrasyonunun arttırılmasıyla oluşur.

Güçlü bir elektrolit hakkında konuşun. Bunlar çözünür tuzları, yanı sıra güçlü asit ve baz içerir. Onlar iyonları içine yıkmak kolaydır ve yağış bunları toplamak çok zordur. elektrolit akım, bu arada, çözeltinin içerdiği iyonlarına sayesinde gerçekleştirilir. Bu nedenle, en iyi iletken kuvvetli elektrolitler. Bunların arasında örnek olarak: güçlü asitler, alkaliler, çözünebilir tuz.

elektrolit davranışını etkileyen faktörler

Şimdi değişim harici çevreyi nasıl etkilediğini bakmak maddelerin özelliklerine. konsantrasyonu, elektrolit ayrışma derecesini etkiler. Ayrıca, bu ilişki matematiksel olarak ifade edilebilir. Bu ilişki tarif hukuk, Ostwald seyreltme yasa denilen gibi yazılır: a = (K / c) 1/2. Burada, bir - (bir fraksiyonu olarak alınmıştır) ayrışma derecesi, K - ayrışma sabiti, her bir madde için farklı olabilir ve birlikte - çözeltisi elektrolit konsantrasyonu. Bu formüle göre, madde ve çözeltide kendi davranışları hakkında çok şey öğrenebilirsiniz.

Ama biz konudan sapmış. elektrolit ayrışma derecesine daha konsantre edilmesi, aynı zamanda sıcaklığın etkiler. En maddeler için, çözünürlük ve reaktivite arttırır artar. Bu, sadece yüksek bir sıcaklıkta, belirli reaksiyonların ortaya çıkmasını açıklayabilir. Normal şartlar altında, çok yavaş ya da, ya da her iki yönde de (bu işlemin geri adlandırılır).

Bu tür bir elektrolit çözeltisi gibi bir sistem davranışını belirler faktörleri inceledik. Şimdi şüphesiz, çok önemli kimyasal maddelerin olmadan bu pratik uygulamasına geçiyoruz.

endüstriyel uygulama

Pillerin uygulanan Elbette herkes kelime "elektroliti" duymuş. kurşun-asit bataryaları ile bir araç içinde, elektrolit içinde yüzde 40 sülfürik asit rol oynar. tek ihtiyacınız bir madde pilin özelliklerini anlamak için gerekli olduğunu neden anlamak için.

Yani herhangi pilin çalışma prensibi nedir? elektronlar serbest bırakılır ve bunun bir sonucu olarak, başka bir maddenin dönüşüm gerçekleşir tersinir reaksiyonda. Pil şarj etkileşimi, normal koşullar altında imkansızdır maddeler olduğu zaman. Bu, bir kimyasal reaksiyonun sonucu olarak malzemenin güç birikmesi olarak temsil edilebilir. Ters dönüşüm boşaltma zaman başlangıç durumuna indirgeyici sistemi, başlar. Bu iki işlem bir arada, bir şarj-deşarj döngüsünü oluşturmaktadır.

kurşun-asit batarya - yukandaki işlemi göz önünde spesifik bir örneğidir. Bu tahmin etmek kolaydır olarak, akım kaynağı bir kurşun (diokisd kurşun ve PbO ₂₎ ve bir asit içeren bir eleman içerir. Herhangi bir batarya elektrotlar ve sadece elektrolit ile dolmuş ve aralarında boşluk oluşur. ikincisi de, daha önce gördüğümüz gibi, bu örnekte yüzde 40 sülfürik asit konsantrasyonuna kullanır. kurşun dioksite yapılmış pil katodu anot saf kurşun yapılır. Bu iki farklı elektrot ayrışmış asit iyonları içeren tersinir reaksiyonlar meydana geldiği için tüm şudur:

1. PbO ₂ + yerine ^{2- + 4H + + 2e} ₄ ^{- =} kurşun sülfat ile karıştırılan ₄ + 2H ₂ O (negatif elektrotta meydana gelen reaksiyon - katot).
2. Pb + yerine ^2- ₄ ^- 2e - = kurşun sülfat ile karıştırılan ₄ (pozitif elektrotta meydana gelen reaksiyon - anot).

soldan sağa Eğer tepkiyi okursanız - Pil deşarj sırasında meydana gelen süreçleri almak ve eğer doğru - bir ücret ödemeden. Her bir kimyasal akım kaynağı bu reaksiyonların farklı olmakla birlikte, genel olarak oluşma mekanizması aynı açıklanmaktadır: elektronlar "emilen" vardır ve bunlardan biri iki işlem vardır ve diğer, tersine, "git". En önemli şey absorbe elektron sayısı yayınlanan sayıya eşit olmasıdır.

Aslında piller yanı sıra bu maddelerin birçok uygulama mevcuttur. Burada verilen bu genel, elektrolitler, örneklerde, - bu terim ile birleşmiş maddelerin çeşitli sadece bir tanedir. Her yerde, her yerde bizi çevreleyen. Örneğin, insan vücudu. Eğer böyle bir madde olduğunu düşünüyorum musunuz? Çok yanlış. Her yerde bizim bulunan ve kan elektrolit en çok sayıda teşkil edilir. Bunlar, hemoglobin parçası olan ve vücut dokularına taşıma oksijen olur, örneğin, demir iyonları içerir. Kan elektrolitleri de su-tuz dengesinin düzenlenmesi ve kalbin çalışmasında önemli bir rol oynar. Bu fonksiyon, (potasyum-sodyum pompası olarak adlandırılır hücrelerde ortaya çıkan bir proses da vardır), potasyum iyonları ve sodyum ile gerçekleştirilir.

Eğer mümkün herhangi bir madde, en azından biraz çözülmeye - elektrolitleri. uygulandıkları her yerde Ve hiçbir sanayi ve hayatımızı yoktur. Bu otomobil ve pilleri sadece pilleri olduğunu. böylece herhangi bir kimyasal ve gıda işleme, askeri fabrikalar, tekstil fabrikası ve var.

elektrolit bileşimi olup, bu arada, farklıdır. Bu nedenle, asit ve alkali elektrolit tahsis etmek mümkündür. Bu özellikleri temelde farklıdır: dediğimiz gibi, asitler proton vericileri ve alkali olan - akseptörleri. Ama zamanla nedeniyle madde ya azalır konsantrasyon veya artar (hepsi kaybolur, ne su veya elektrolit bağlıdır) bir kısmının kaybına elektrolit kompozisyonu değişir.

Her gün onlarla karşı karşıya, ama çok az insan elektrolit gibi bir terimin tam olarak tanımını bilirler. Biz tartışılan spesifik maddelerin örnekleri, bu nedenle biraz daha karmaşık kavramları geçelim.

elektrolit fiziksel özellikleri

Şimdi fizik hakkında. En önemli şey bu konunun incelenmesinde anlamak - Geçerli elektrolit geçirilir. iyonları tarafından oynanan bu belirleyici rolü. Bu yüklü parçacıklar bir şarj çözeltisinin bir kısmı geçebilmesidir. Böylece anyonlar, pozitif elektrot ve katyonlar için her zaman eğilimi - negatif. Böylece, elektrik akımı çözüm üzerinde davranarak, biz sistemin karşı tarafında ücretleri bölün.

yoğunluk gibi çok ilginç fiziksel özellikler. Bu tartışılmakta olan bizim bileşiklerin birçoğu özelliklerini etkiler. Ve sık sık soru çıkar: "Nasıl elektrolit yoğunluğunu artırmak için" Aslında, cevap basit: o çözümün su içeriğini düşürmek için gereklidir. Elektrolit esas olarak belirlenen yoğunlukta yana sülfürik asit yoğunluğu, büyük ölçüde son konsantrasyona bağlıdır. planını uygulamak için iki yol vardır. İlk oldukça basittir: pil içerdiği elektroliti kaynatın. Bunu yapmak için, iç sıcaklığı yüz derecenin üzerinde hafifçe yükseldi, böylece şarj gerekir. sadece eski yeni elektroliti değiştirin: Bu yöntem işe yaramazsa, başka yok, merak etmeyin. Bunu yapmak için, damıtılmış su içinde kalıntı sülfürik asit içi temiz ve daha sonra yeni bir kısmını dökmek için eski çözüm boşaltın. Tipik olarak, kaliteli elektrolit çözeltilerin hemen istenen konsantrasyon değerine sahiptir. Değişimden sonra elektrolit yoğunluğu nasıl artırılabileceğini unutabilirsiniz.

elektrolit bileşimi büyük ölçüde özelliklerini belirler. örneğin elektrik iletkenliği ve yoğunluğu gibi özellikler, örneğin güçlü bir şekilde çözünen ve konsantrasyonu doğasına bağlıdır. nasıl olabilir elektrolit kadar bataryada ayrı bir soru var. Aslında, hacmi doğrudan ürünün beyan edilen kapasite ile ilgilidir. pil içinde daha fazla sülfürik asit, daha güçlü, yani t., E. daha fazla voltaj üretme yeteneğine sahiptir.

Nerede yararlıdır?

Bir araba meraklısı veya arabalarda sadece ilgileniyorsanız, her şeyi kendiniz anlayacaksınız. Elbette bile bataryada çok elektrolit artık belirlemek için biliyorum. Eğer Arabadan uzak iseniz, o zaman birbirleri ile etkileşim bu maddelerin, bunların kullanımı ve nasıl özelliklerinin bilinmesi gereksiz olmayacaktır. Bunu bilerek, demek istenir, şaşkın değiliz neyi bataryada elektrolit. Bir araba meraklısı değiliz, ancak bir araba bile olsa, o zaman pil cihazın bilgisi kesinlikle hiçbir zarar olacak ve onarmak için yardımcı olacaktır. Araba merkezine gitmek yerine, her şeyi kendiniz yapmak çok daha kolay ve ucuz olacaktır.

Ve bu konu hakkında daha fazla bilgi edinmek için, size okullar ve üniversiteler için kimya kitabı kontrol etmenizi öneririz. Bu bilim iyi biliyorum ve yeterince kitapları okursanız, en iyi seçenek Varypaeva "Kimyasal akım kaynakları" olacaktır. ayrıntılı olarak pil ömrü, pil ve hidrojen elemanlarının çeşitli tüm teori mevcuttur üzerinden ayarlanır.

Sonuç

Biz sona geldi. en özetleyelim. örnekler, yapı teorisi ve özellikleri, işlevleri ve uygulamalar: Biz elektrolit diye bir şey olarak her şeyi ele üstünde. Bir kez daha, bileşiklerin bu var olamaz onsuz hayatımızın, bizim beden ve endüstrinin tüm alanlarında parçası olduğunu belirtmek gerekir. Kan elektrolitleri hatırlıyor? yaşadığımız onlara teşekkür ederiz. Ya bizim arabalar hakkında? Şimdi o elektrolit yoğunluğu yükseltmek anlamak bu bilgi ile, pil ile herhangi sorunu çözebilirsiniz.

Tüm imkansız anlatmak, ama biz böyle bir hedef belirledi vermedi. Her şeyden önce, bu şaşırtıcı maddeler hakkında söylenebilecek hepsi bu değil.