11.3: Electrolytes
- Page ID
- 188043
Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:
- Eleza na kutoa mifano ya electrolytes
- Tofautisha kati ya mabadiliko ya kimwili na kemikali ambayo yanaongozana na uharibifu wa electrolytes ionic na covalent
- Kuhusiana electrolyte nguvu kwa Solute-kutengenezea nguvu
Wakati baadhi ya vitu hupasuka ndani ya maji, hupata mabadiliko ya kimwili au kemikali ambayo huzalisha ions katika suluhisho. Dutu hizi hufanya darasa muhimu la misombo inayoitwa electrolytes. Mambo ambayo hayatoi ions wakati kufutwa huitwa nonelectrolytes. Ikiwa mchakato wa kimwili au kemikali unaozalisha ions kimsingi ni ufanisi wa 100% (yote ya kiwanja kilichopasuka huzalisha ions), basi dutu hii inajulikana kama electrolyte yenye nguvu. Ikiwa sehemu ndogo tu ya dutu iliyoharibiwa inakabiliwa na mchakato wa kuzalisha ion, inaitwa electrolyte dhaifu.
Mambo yanaweza kutambuliwa kama nguvu, dhaifu, au nonelectrolytes kwa kupima upitishaji wa umeme wa suluhisho la maji yenye dutu. Kufanya umeme, dutu lazima iwe na aina za simu za mkononi, za kushtakiwa. Wengi wanaojulikana ni uendeshaji wa umeme kupitia waya za metali, ambapo kesi ya simu, vyombo vya kushtakiwa ni elektroni. Ufumbuzi pia unaweza kufanya umeme ikiwa yana ions kufutwa, na conductivity kuongezeka kama mkusanyiko ion kuongezeka. Kutumia voltage kwa electrodes kuzama katika ufumbuzi vibali tathmini ya mkusanyiko jamaa wa ions kufutwa, ama quantitatively, kwa kupima mtiririko wa umeme wa sasa, au kwa ubora, kwa kuchunguza mwangaza wa bulb mwanga pamoja na katika mzunguko (Kielelezo 11.6).
Electrolytes ya ionic
Maji na molekuli nyingine za polar huvutiwa na ions, kama inavyoonekana kwenye Mchoro 11.7. Mvuto wa umeme kati ya ioni na molekuli yenye dipole inaitwa kivutio cha ion-dipole. Vivutio hivi vina jukumu muhimu katika kuvunjwa kwa misombo ya ionic katika maji.
Wakati misombo ionic kufutwa katika maji, ions katika tofauti imara na kueneza enhetligt katika suluhisho kwa sababu molekuli maji surround na solvate ions, kupunguza nguvu nguvu umeme kati yao. Utaratibu huu inawakilisha mabadiliko ya kimwili inayojulikana kama dissociation. Chini ya hali nyingi, misombo ionic itakuwa dissociate karibu kabisa wakati kufutwa, na hivyo wao ni classified kama electrolytes nguvu. Hata kidogo, misombo ya ionic ya mumunyifu ni electrolytes yenye nguvu, kwa kuwa kiasi kidogo kinachopasuka kitatenganisha kabisa.
Fikiria kinachotokea katika ngazi ya microscopic wakati kCl imara imeongezwa kwa maji. Vikosi vya ion-dipole huvutia mwisho wa hidrojeni (hidrojeni) wa molekuli za maji ya polar kwa ions hasi ya kloridi kwenye uso wa imara, na huvutia mwisho wa hasi (oksijeni) kwa ions nzuri za potasiamu. Molekuli ya maji huzunguka mtu binafsi K + na Cl -ions, kupunguza nguvu za interionic ambazo hufunga ions pamoja na kuwaruhusu kuhamia katika suluhisho kama ions solvated, kama Kielelezo 11.7 inaonyesha. Kushinda mvuto umeme inaruhusu mwendo wa kujitegemea wa kila ioni hidrati katika ufumbuzi kuondokana kama ions mpito kutoka nafasi fasta katika kiwanja undesoluted kwa sana kutawanyika, solvated ions katika ufumbuzi.
Electrolytes ya covalent
Maji safi ni kondakta duni sana ya umeme kwa sababu ni kidogo tu ionized- tu takriban mbili kati ya kila molekuli bilioni 1 ionize saa 25 °C Maji ionizes wakati molekuli moja ya maji inatoa protoni (H + ion) kwa molekuli nyingine ya maji, kutoa hidroniamu na ioni hidroksidi.
Katika baadhi ya matukio, ufumbuzi ulioandaliwa kutoka kwa misombo ya covalent hufanya umeme kwa sababu molekuli za solute huguswa kemikali na kutengenezea kuzalisha ions. Kwa mfano, kloridi safi ya hidrojeni ni gesi yenye molekuli ya hCl ya covalent. Gesi hii haina ions. Hata hivyo, suluhisho la maji ya HCl ni conductor nzuri sana, kuonyesha kwamba mkusanyiko unaofaa wa ions upo ndani ya suluhisho.
Kwa sababu HCl ni asidi, molekuli zake huguswa na maji, kuhamisha H + ions kuunda ioni za hidronium (H 3 O +) na ioni za kloridi (Cl -):
Tabia hii ni kimsingi 100% kamili kwa HCl (yaani, ni asidi kali na, kwa hiyo, electrolyte yenye nguvu). Vivyo hivyo, asidi dhaifu na misingi ambayo huguswa sehemu tu huzalisha viwango vya chini vya ioni wakati kufutwa katika maji na huwekwa kama electrolytes dhaifu. Msomaji anaweza kutaka kupitia majadiliano ya asidi kali na dhaifu zinazotolewa katika sura ya awali ya maandishi haya juu ya madarasa ya majibu na stoichiometry.