Elektrolitai: pavyzdžių. Sudėtis ir savybės elektrolitų. Stiprios ir silpnos elektrolitų

Elektrolitai yra chemikalai žinoma nuo seniausių laikų. Tačiau daugelyje sričių jų taikymo, jie neseniai laimėjo. Aptarsime svarbiausias prioritetas pramonės šių medžiagų naudojimą, ir mes suprantame, kad praeitis yra dabartinė, o skiriasi vienas nuo kito. Bet mes pradėti su ekskursas į istoriją.

istorija

Seniausia žinoma elektrolitai - druskos ir rūgštys yra atvira net senovės pasaulyje. Tačiau struktūros ir savybių elektrolitų supratimas keitėsi laikui bėgant. Teorija šie procesai vystėsi nuo 1880, kai jis buvo pagamintas atradimų, teorijų, susijusių su elektrolito savybių skaičių. Buvo keletas kvantiniai šuoliai teorijoje apibūdinami sąveikos elektrolitų mechanizmus su vandeniu (iš tikrųjų tik tirpalas jie įgytų savybių, kurios daro jų naudojimą pramonėje).

Dabar mes matome tiksliai yra keletas teorijų, kurie turėjo didžiausią įtaką sąvokų elektrolitų ir jų savybių vystymąsi. Pradėkime nuo labiausiai paplitusių ir paprasta teorija, kad kiekvienas iš mūsų paėmė į mokyklą.

Arrheniusa teorija elektrolitiniu disociacijos

1887 Švedijos chemikas Svante Arrhenius ir rusų-vokiečių chemikas Wilhelm Ostwald sukūrė elektrolitinius disociacijos teorija. Tačiau čia taip pat, tai nėra taip paprasta. pati Arrheniusa buvo rėmėjas vadinamasis fizinis teorija sprendimus, kurie nėra atsižvelgiama į sudėtinių dalių medžiagos su vandeniu sąveiką ir teigiama, kad yra laisvų dalelės (jonų) tirpale. Beje, iš tokių pozicijų šiandien svarsto elektrolizės disociacija iš mokyklos.

Mes kalbame visi tą patį, kad daro teoriją ir kaip ji paaiškina medžiagų sąveika su vandeniu mechanizmą. Kaip ir bet kuri kita darbo, ji turi keletą postulatus, kad ji naudoja:

1. Kalbant apie vandenį, reakcijos su medžiaga suyra į jonų (teigiamas - ir neigiamas katijonų - anijonų). Šios dalelės yra veikiamas hidratacijos jie pritraukti vandens molekulių, kurios, beje, yra imami iš vienos pusės teigiamai, o iš kitos - neigiamas (dipolio suformuota), kad sudarytų Aqua kompleksų (solvatais).

2. disociacijos procesas yra grįžtamas - t.y., jei medžiaga yra padalinta į jonų, pagal bet kurios veiksnio, ji vėl gali tapti šaltinis.

3. Jei Connect elektrodai į tirpalą ir leiskite srovė, katijonai pradės judėti į neigiamą elektrodą - katodo ir anijonus į teigiamai įkrautas - anodo. Štai kodėl šios medžiagos yra lengvai tirpsta vandenyje, atlikti elektros geriau nei pati vandeniu. Dėl tos pačios priežasties jie vadinami elektrolitais.

4. Iš disociacijos laipsnis elektrolito apibūdina procentinį medžiaga tirpinimo. Šis rodiklis priklauso nuo tirpiklio ir tirpinio masę, pastarosios koncentracijos ir išorinės temperatūros savybių.

Čia, iš tiesų, ir visų pagrindinių principų šio paprasto teorija. Juos naudosime šiame straipsnyje už tai, kas vyksta į elektrolitų tirpalo aprašymas. Pavyzdžiai šių junginių Panagrinėkime šiek tiek vėliau, o dabar panagrinėkime kitą teoriją.

Teorija rūgščių ir bazių Lewis

Atsižvelgiant į elektrolitiniu disociacijos, rūgšties teorijos - kurios yra tirpale, kurio vandenilis katijonas ir pagrindas - Junginys skylantis tirpalu iki hidroksido anijonu. Yra ir kita teorija, pavadinta garsaus chemiko Gilbert Lewis. Jis leidžia jums išplėsti kelių rūgščių ir bazių sąvoką. Pagal Luiso teorija, rūgštis - yra jonai arba molekulės medžiagas, kurios yra laisvų elektronų orbitalės ir kurios gali priimti iš kitos molekulės elektronų. Lengva atspėti, kad bazės bus tie dalelės, kurie gali suteikti vieną ar daugiau savo elektronų "Naudoti" rūgšties. Įdomu tai, kad čia yra rūgščių arba bazių gali būti ne tik elektrolito, bet ir bet kokia medžiaga, kad net netirpsta vandenyje.

Protolytic teorija Brendsteda Lowry

1923, nepriklausomai vienas nuo kito, du mokslininkai, - J. ir T. Lowry Bronsted -predlozhili teorija, kuris dabar yra aktyviai naudojami mokslininkų apibūdinti cheminių procesų. Iš šios teorijos esmė yra ta, kad prasmės disociacijos nužengia į protonų pernašos iš rūgšties pagrindu. Tokiu būdu, pastaroji yra čia suprantamas kaip protonų akceptoriui. Tada rūgštis yra jų donoras. Teorija taip pat paaiškina, gerų medžiagų, kurios yra būdingos savybės ir rūgščių ir bazių buvimą. Tokie junginiai yra vadinami Amfoteryczny. Teoriškai Bronsted-Lowry jų kadencijai taip pat taikoma ampholytes, kadangi rūgščių arba bazių dažniausiai vadinamas protoliths.

Mes nuėjome į kitą skyrių. Čia mes parodysime jums, ką įvairių stiprių ir silpnų elektrolitų ir aptarti išorės veiksnių poveikį jų savybes. Ir tada pereiti į jų praktinio taikymo aprašymas.

Stiprios ir silpnos elektrolitų

Kiekvienas medžiaga reaguoja su vien vandeniu. Kai jį ištirpinti gerai (pvz, natrio chloridas), ir kai kurie netirpsta (pvz, kreida). Taigi, visos medžiagos yra skirstomos į stipriąsias ir silpnąsias elektrolitų. Pastarasis yra medžiagos, kurios sąveikauja prastai su vandeniu ir nusodinti ant tirpalo apačioje. Tai reiškia, kad jie turi labai mažą laipsnį disociacijos ir aukštos energijos obligacijas, kuri leidžia molekulė suirti į sudėtines jonų įprastomis sąlygomis. Disociacijos silpnos elektrolitų įvyksta arba lėtai arba didinant temperatūrą ir tirpale medžiagos koncentracija.

Kalbėti apie stiprią elektrolitas. Jie apima visus tirpių druskų, taip pat stiprių rūgščių ir šarmų. Jie yra lengva sugriauti į jonus ir yra labai sunku surinkti juos kritulių. Į elektrolito srovė, beje, vykdoma dėka jonų, esančių tirpale. Taigi, geriausias laidžios stiprios elektrolitų. Pavyzdžiai Iš pastarųjų stipriomis rūgštimis, šarmai, tirpus druska.

Veiksniai, turintys įtakos elektrolitų elgesį

Dabar pažvelgti, kaip pasikeis išorinę aplinką apie cheminių medžiagų savybes. Koncentracija tiesiogiai paveikia disociacijos elektrolito lygį. Be to, šis santykis gali būti išreikštas matematiškai. Įstatymas, kuris apibūdina šį ryšį, vadinamas praskiesti Ostwald įstatymą ir yra parašyta, kaip: a = (K / C) 1/2. Čia A - yra disociacijos laipsnis (paimta trupmena), K - disociacijos konstanta, skirtingi kiekvienai medžiagai ir su - elektrolito koncentracijos tirpale. Pagal šią formulę, galima daug sužinoti apie materijos ir jos elgesį tirpale.

Bet mes nuklydo nuo temos. Daugiau koncentracija nuo disociacijos elektrolito lygį taip pat turi įtakos temperatūrą. Daugeliui medžiagų padidinti didina tirpumą ir reaktyvumas. Tai gali paaiškinti tam tikrų reakcijų atsiradimo tik esant aukštesnei temperatūrai. Esant normalioms sąlygoms, jie yra arba labai lėtai, arba abiem kryptimis (šis procesas vadinamas laikinas).

Mes išnagrinėjome veiksnius, lemiančius sistemos elgesį, pavyzdžiui, elektrolitų tirpalo. Dabar mes pereiti prie praktinio taikymo tai, be abejonės, labai svarbių cheminių medžiagų.

pramoninis pritaikomumas

Žinoma, visi yra girdėję žodį "elektrolitas", kaip taikomi baterijų. Transporto priemonėje naudojant švino-rūgštinių baterijų, elektrolito, kurioje atlieka 40 proc sieros rūgšties vaidmenį. Norėdami suprasti, kodėl ten yra viskas, ko jums reikia yra medžiaga, būtina suprasti akumuliatoriaus funkcijas.

Taigi, kas yra operacija bet baterija principas? Per grįžtamąją reakciją, kuris vyksta iš vienos medžiagos konvertavimą kitą, kaip rezultatas, iš kurių elektronai yra išleistas. Kai baterija sąveika atsiranda medžiagų, kurios neįmanoma normaliomis sąlygomis. Tai gali būti atstovaujama kaip galios kaupimosi medžiaga kaip cheminės reakcijos rezultatas. Kai iškrovimas atvirkštinio transformaciją prasideda, mažinant sistemą į pradinę būklę. Šie du procesai kartu sudaro vieną mokestis-iškrovimo ciklų.

Apsvarstykite, kas išdėstyta procesas yra specifinis pavyzdys - rūgštinis akumuliatorius. Nes ji yra lengvai atspėti, esamą šaltinį susideda iš elementų, apimantis pagrindinį (diokisd švino ir PBO ₂₎ ir rūgšties. Bet kokia baterija susideda iš elektrodų ir tarp jų vietos alsuoja tik elektrolito. Kadangi pastarasis, kaip matėme, šiame pavyzdyje naudoja sieros rūgšties koncentracija 40 proc. Baterijos pagamintas iš švino dioksido katodais, anodas yra pagamintas iš gryno švino. Visa tai yra todėl, kad šie du skirtingi elektrodai atsirasti apverčiamieji reakcijos, tame tarpe jonus, kurie skyla rūgštis:

1. PbO ₂ + SO ₄ ^{2- + 4H + + 2e - =} PbSO ₄ + 2H ₂ O (reakcija vyksta tuo neigiamo elektrodo - katodo).
2. Pb + SO ₄ ^{2- -} 2e - = PbSO ₄ (reakcija vyksta tuo teigiamą elektrodą - anodo).

Jei skaityti reakciją iš kairės į dešinę - gauti procesus, vykstančius per baterijos išsikrovimo ir jei į dešinę - už papildomą mokestį. Kiekvienas cheminės srovės šaltinis iš šių reakcijų yra skirtingi, bet jų atsiradimo apskritai mechanizmas apibūdina pats: Yra du procesai, iš kurių vienas elektronai yra "absorbuojama", o kita, atvirkščiai, "eiti". Svarbiausia yra tai, kad absorbuotų elektronų skaičius lygus skaičiui paskelbta.

Tiesą sakant, be baterijų, yra daug paraiškų iš šių medžiagų. Apskritai, elektrolitų, kurių pavyzdžiai davėme, - tai tik iš įvairių medžiagų, kurios vienija šio termino grūdų. Jie mus supa visur, visur. Pavyzdžiui, žmogaus kūnas. Ar manote, kad yra tokios medžiagos nėra? Labai negerai. Jie visur mus ir sudaro didžiausią skaičių kraujo elektrolitų. Tai apima, pavyzdžiui, geležies jonais, kurie yra dalis hemoglobino ir padeda transporto deguonį į mūsų organizmo audiniuose. Kraujo elektrolitai taip pat vaidina svarbų vaidmenį vandens-druskų pusiausvyros reguliavimo ir širdies darbą. Ši funkcija yra atliekamas kalio jonų ir natrio (yra net procesas, vykstantis ląstelių, kurios yra pavadintas kalio-natrio siurblys).

Bet kuri medžiaga, kad galite tirpinti bent šiek tiek - elektrolitai. Ir nėra jokio pramonės ir mūsų gyvenimus, kad ir kur jie taikomi. Tai ne tik automobiliuose ir baterijos baterijų. Ar bet koks cheminis ir maisto perdirbimo, karinės gamyklos, drabužių gamyklose ir pan.

Elektrolitas sudėtis, beje, yra skirtingi. Taigi, tai yra įmanoma paskirstyti rūgštis ir šarmas elektrolitas. Jie iš esmės skiriasi jų savybes: kaip sakėme, rūgštys yra protonų donorai, ir šarminių - akceptoriais. Tačiau laikui bėgant, elektrolito sudėties pokyčiai dėl nuostolių dalį medžiagos koncentracijos arba sumažėja, arba padidėja (viskas priklauso nuo to, kas prarasta, vandens ar elektrolitų).

Kiekvieną dieną mes susiduriame su jais, bet labai mažai žmonių žino tiksliai tokio termino kaip elektrolitų apibrėžimą. Pavyzdžiai specifinių medžiagų aptarėme, todėl galime pereiti prie šiek tiek sudėtingesnis sąvokas.

Fizinės savybės elektrolitų

Dabar apie fizikos. Svarbiausia suprasti šios temos tyrimas - srovė yra perduodama į elektrolitų. Lemiamą vaidmenį šioje žaidžiamas jonų. Šios dalelės gali migruoti iš vienos įkrovos tirpalą į kitą. Tokiu būdu, anijonai visada linkę į teigiamą elektrodą ir katijonų - iki neigiamo. Taigi, veikiantis elektros srovė tirpalu, mes padalinti pusėse sistemos mokesčius.

Labai įdomūs fizinės savybės, kaip antai tankis. Jis veikia daug savybių mūsų junginių pagal diskusijas. Ir dažnai pasirodo į klausimą: "Kaip padidinti elektrolito tankį" Tiesą sakant, atsakymas yra paprastas: reikia sumažinti vandens kiekį tirpalo. Nuo elektrolito daugiausia nustatyto tankio tankio sieros rūgšties, ji iš esmės priklauso nuo galutinės koncentracijos. Yra du būdai, kaip įgyvendinti šį planą. Pirmasis yra gana paprastas: Varėna elektrolitą esančią bateriją. Norėdami tai padaryti, jums reikia imti taip, kad viduje temperatūra šiek tiek pakilo virš šimto laipsnių Celsijaus. Jei šis metodas neveikia, nesijaudinkite, yra dar vienas: tiesiog pakeisti seną naują elektrolitas. Tai padaryti, nutekėjimo senas sprendimą valyti likutinės sieros rūgšties distiliuotame vandenyje vidų, ir po to įpilti naują dalį. Paprastai, kokybė iš elektrolitų tirpalų iš karto turėti norimą koncentracijos vertę. Po pakeitimo, gali pamiršti apie tai, kaip padidinti elektrolito tankį.

Elektrolitas sudėtis daugiausia lemia jo savybes. Savybių, tokių kaip elektros laidumo ir tankio, pavyzdžiui, labai priklauso nuo tirpinio masę ir jos koncentracija pobūdžio. Yra atskiras klausimas, kiek elektrolito baterijoje gali būti. Tiesą sakant, jo apimtis yra tiesiogiai susijusios su deklaruojama talpa produkto komplektacijoje. Tuo daugiau sieros rūgšties viduje baterija, todėl yra daug galingesnė, t. E. tuo daugiau įtampos yra pajėgi gaminti.

Kur tai naudinga?

Jei esate automobilio entuziastas arba tik domisi automobiliais, jūs viską suprantu save. Žinoma, jūs net nežinote, kaip nustatyti, kiek elektrolito baterijoje yra dabar. Ir jei esate toli nuo automobilio, tada iš šių medžiagų, jų panaudojimo ir kaip jie sąveikauja tarpusavyje savybių pažinimas nebus nereikalinga. Žinant tai, jūs ne painioti, jūsų paprašys pasakyti, kas iš baterijos elektrolito. Nors net jei nesate automobilio entuziastas, bet jūs turite automobilį, tada akumuliatoriaus prietaisas žinios bus visiškai jokios žalos ir padės jums pataisyti. Tai bus daug lengviau ir pigiau daryti viską sau, nei eiti į automobilio centre.

Ir sužinoti daugiau apie šią temą, mes rekomenduojame, kad jūs patikrinkite chemija vadovėlis mokyklų ir universitetų. Jei žinote šį mokslą gerai ir skaityti pakankamai knygų, geriausias variantas bus "Cheminiai srovės šaltiniai" Varypaeva. Yra išdėstys visą teoriją baterija, iš baterijų ir vandenilinių elementų įvairovė.

išvada

Mes nuėjome į pabaigą. Leiskite Apibendrinant. Svarbiausia aptarėme viską, nes nėra tokio dalyko kaip elektrolitų pavyzdžiai, struktūra teorijos ir savybių, funkcijų ir programų. Dar kartą, tai reikia pasakyti, kad šie junginiai yra mūsų gyvenimo dalis, be kurios negalėtų egzistuoti, mūsų kūno ir visose pramonės srityse. Jūs prisimenate kraujo elektrolitų? Jų dėka mes gyvename. O ką apie mūsų automobilius? Su šiomis žiniomis galėtume išspręsti bet kokią problemą su akumuliatoriaus, kaip dabar suprasti, kaip pakelti į jį elektrolito tankį.

Visi neįmanoma pasakyti, tačiau mes nenustatė tokį tikslą. Galų gale, tai dar ne viskas, kad gali būti pasakyta apie šių nuostabių medžiagų.