Elektrolüüdid: näited. Kompositsioon ja omadused elektrolüüdid. Tugevad ja nõrgad elektrolüüdid

Elektrolüüdid on kemikaalid tuntud juba ammustest aegadest. Kuid enamikus valdkondades oma taotluse, nad on võitnud hiljuti. Arutleme prioriteet tööstuse kasutada neid aineid ja me mõistame, et varem on praegu ja erinevad üksteisest. Aga me alustame kõrvalepõige ajalukku.

lugu

Vanim teadaolev elektrolüüdid - soolad ja happed on avatud ka antiikmaailmas. Kuid arusaam struktuuri ja omaduste elektrolüüdid on aja jooksul arenenud. Teoreetiliselt on need protsessid on arenenud alates 1880. aastast, mil ta tegi mitmeid avastusi, teooriate seotud omadused elektrolüüdi. Seal oli mitu kvanthüppeid teooriate kirjeldab kuidas toimivad elektrolüüdid veega (tegelikult ainult lahuses nad omandavad omadused, mis muudavad nende kasutamise tööstuses).

Nüüd näeme täpselt on mitmeid teooriaid, mis on olnud kõige suurem mõju arengule mõisted elektrolüüdid ja nende omadused. Alustame kõige tavalisem ja lihtne teooria, et igaüks meist võttis koolis.

Arrheniuse teooria elektrolüütilise dissotsiatsiooni

1887 Rootsi keemik Svante Arrhenius ja Vene-Saksa keemik Wilhelm Ostwald arendatud teooria elektrolüütiliste dissotsiatsioon. Kuid ka siin ei ole nii lihtne. Arrheniuse ise oli toetaja niinimetatud füüsikateooriates lahuste, mis ei võta arvesse interaktsiooni komponentide aine veega ja väitis, et on olemas vaba laetud osakesed (ioonid) lahuses. Muide, selliste seisukohtade täna kaaluvad elektrolüüsi dissotsiatsioon koolis.

Me räägime kõik sama, mis muudab teooria ja kuidas see selgitab koostoime mehhanism ainete veega. Nagu iga teine töö, see on mitu postuleerib, et ta kasutab:

1. reaktsioon veega ainega disintegreerub ioneiksi (positiivne - kui ka negatiivseid meedia - anioonina). Need osakesed on allutatud hüdratsiooni need tõmbavad veemolekulid mis, muide, on laetud ühelt poolt positiivselt ja teiselt - negatiivne (dipooli moodustunud) moodustamiseks heitvee puhastamisel kompleksid (solvaate).

2. dissotsieerimisprotsessis on pöörduv - st kas aine on jagatud ioonide mõjul kõik tegurid, võib ta uuesti muutunud allikas.

3. Kui Connect elektroodid lahusesse ja lase praegune katioonid hakkavad liikuma negatiivse elektroodi - katoodi ja anioonid, et positiivselt laetud - anood. See on põhjus, miks need ained vees kergesti lahustuvad, juhivad elektrit paremini kui vesi ise. Samal põhjusel nimetatakse neid elektrolüüte.

4. aste dissotsiatsioon elektrolüütide iseloomustab protsendi aine suhtes lahustumiseni. See määr sõltub lahustist ja omadusi lahustatud aine kontsentratsiooni ja viimasega välistemperatuur.

Siin tegelikult kõik tugisambaid see lihtne teooria. Neid me kasutame antud artiklis kirjeldus, mis toimub elektrolüüdi lahuses. Nende ühendite näited Uurigem veidi hiljem ja nüüd mõtelgem teise teooria.

Teooria happed ja Lewis alused

Lähtudes teooriast elektrolüütiliste dissotsiatsiooniks acid - esineva ainega lahuse kelle vesinik meedia ja aluse - ühendit laguneb lahuses hüdroksiidi aniooni. On veel üks teooria, mis sai nime kuulsa keemik Gilbert Lewis. See võimaldab teil laiendada mõiste mitu hapete ja alustega. Vastavalt Lewis Teoorias acid - on ioonid või molekulid aineid, millel vaba elektroni orbitaalidest ning on võimeline taluma elektroni teise molekuliga. Lihtne ära arvata, et alused on need osakesed, mis suudavad anda ühe või mitme tema elektrone "kasutada" hape. On huvitav on see, et happe või aluse võib olla mitte ainult elektrolüütide vaid ka mis tahes aine, mis isegi ei lahustu vees.

Proteolüütilist teooria Brendsteda Lowry

Aastal 1923, üksteisest sõltumatult, kahe teadlased - J. ja T. Lowry Brönsted -predlozhili teooriaga, mis on nüüd aktiivselt kasutavad teadlased kirjeldavad keemilisi protsesse. Sisuliselt on see teooria kohaselt on dissotsiatsioon tähenduses taandub prootoni ülekanne happe alus. Seega viimane mõistetakse siin prootoniaktseptori. Siis hape on nende doonorile. Teooria seletab ka olemasolu hea aine, millel on omadused ja hapete ja alustega. Selliseid ühendeid nimetatakse amfoteersed. Teoreetiliselt Bronsted-Lowry nende Termin kehtib ka ampholytes, arvestades happe või aluse tavaliselt nimetatakse protoliths.

Oleme jõudnud järgmises osas. Siin näitame teile, mida erinevad tugevad ja nõrgad elektrolüüdid ja arutada välistegurite mõju nende omadused. Ja siis suunduda kirjeldus nende praktiline rakendus.

Tugevad ja nõrgad elektrolüüdid

Iga aine reageerib veega üksi. Mõned selle lahustamiseks hästi (nt naatriumkloriid) ja mõned ei lahustu (nt kriit). Seega, kõik ained jaotatakse tugevad ja nõrgad elektrolüüdid. Viimast on ained, mis toimivad halvasti veega ja põhja ladestunud lahendusest. See tähendab, et neil on väga vähest dissotsiatsioon ja kõrge energiaga sidet, mis võimaldab molekuli laguneda koostisosadeks ioonid tavalistes tingimustes. Dissotsiatsiooni nõrk elektrolüüdid esineb kas aeglasemalt või temperatuuri tõstmisega ja aine kontsentratsioon lahuses.

Rääkige tugev elektrolüüt. Nende hulka kuuluvad kõik lahustuvad soolad, samuti tugevad happed ja leelised. Neid on lihtne murda ioonideks ja on väga raske koguda neid sademeid. Praegune elektrolüüt, muide, toimub tänu ioonide sisalduv lahendus. Seega parim juhtiva Tugev elektrolüüt. Viimaste näideteks: tugevad happed, leelised, lahustuvat soola.

Tegurid, mis mõjutavad käitumist elektrolüüdid

Nüüd vaatame, kuidas muutus mõjutab väliskeskkonna ainete omaduste kohta. Kontsentratsioon mõjutab otseselt dissotsiatsiooni määr elektrolüüdi. Pealegi on see suhe saab väljendada matemaatiliselt. Seadus, mis kirjeldab seda suhet, mida nimetatakse õiguse lahjendamise Ostwald, kirjutatakse: a = (K / c) 1/2. Siin kasutati - on dissotsiatsiooni määr (võetud murruna), K - dissotsiatsioonikonstant, iga aine puhul erinevad, ja - elektrolüüdi kontsentratsioon lahuses. Selle valemi järgi, saate teada palju asi ja selle käitumise lahendus.

Aga me oleme eksinud teema. Keskendumise aste dissotsiatsioon elektrolüüdi mõjutab ka temperatuur. Enamiku ainete suurendada seda lahustuvus suureneb ja reaktsioonivõime. See võib selgitada esinemist teatud reaktsioone ainult kõrgel temperatuuril. Normaalsetes tingimustes need on kas väga aeglaselt või mõlemas suunas (Sellist protsessi nimetatakse pöörduva).

Me oleme tutvunud tegurid, mis määravad käitumise süsteem nagu elektrolüütide lahusega. Nüüd astume praktilise rakendamise need kahtlemata väga oluline keemiliste ainetega.

tööstusliku rakendamise

Muidugi, kõik on kuulnud sõna "elektrolüütide" rakendatuna patareid. Sõidukisse lehe pliiakutüübid, elektrolüüti, mis täidab rolli 40 protsenti väävelhapet. Et mõista, miks on kõik, mida vaja on aine mõistmiseks vajalikud omadused aku.

Mis on tööpõhimõte patarei? Pöörduva reaktsiooni, mis toimub muundamist üks aine on teises, kui mistõttu elektronid eralduvad. Kui aku interaktsiooni esineb ainet, mis on võimatu tavalistes tingimustes. See võib olla esindatud kogunemine võimsus materjalis tulemusena keemilise reaktsiooni. Kui täitmisega vastupidine ümberkujundamise algab, vähendades süsteemi algsesse seisukorda. Need kaks protsessi moodustavad kokku ühe laadimistsüklite tsükli.

Mõtle eespool protsess on konkreetne näide - plii-happe aku. Nagu see on lihtne ära arvata, vooluallikas koosneb element, mis sisaldab plii (diokisd plii ja PbO ₂₎ ja happega. Iga aku koosneb elektroodid ja nendevahelise ruumi täis just elektrolüüt. Kuna viimane, nagu nägime, selles näites kasutatakse väävelhapet kontsentratsioonis 40 protsenti. Katood aku valmistatud pliidioksiidi, anood on valmistatud puhtast pliist. Kõik see seetõttu, et need kaks erinevat elektroodi esineda Pöörduv reaktsioon kaasates ioonid, mis on dissotsieerunud hape:

1. PbO ₂ + SO ₄ ^{2- + 4H + + 2e - =} PbSO ₄ + 2H ₂ O (reaktsioon tekib negatiivse elektroodi - katoodi).
2. Pb + SO ₄ ^{2- -} 2e - = PbSO ₄ (reaktsioon tekib hetkel positiivse elektroodi - anoodi).

Kui sa loed reaktsiooni vasakult paremale - saad toimuvate protsesside käigus aku tühjenemise ja kui õige - lisatasu eest. Iga keemilise vooluallika Nende reaktsioonide on erinev, kuid seda mehhanismi nende esinemise üldiselt kirjeldab sama: on kaks protsessi, millest üks elektronid "imendub" ja teine vastupidi, "minna." Kõige tähtsam on see, et mitmed imendub elektronide hulk on võrdne avaldatud.

Tegelikult peale patareide, seal on palju rakendusi nende ainetega. Üldiselt, elektrolüüdid, mille näited oleme andnud, - see on ainult tera erinevaid aineid, mis ühendab selle mõiste alla. Nad ümbritsevad meid kõikjal, kõikjal. Näiteks inimese keha. Kas sa arvad, ei ole selliseid aineid? Väga vale. Neid leidub kõikjal meie ja moodustavad suurima arvu veres elektrolüüdid. Nende hulka kuuluvad näiteks rauaioonide, mis on osa hemoglobiini ja aitab transpordi hapniku kudedesse meie keha. Vere elektrolüütide ka võtmeroll regulatsioonis vee-soola tasakaalu ja südame töö. See on teostatud kaaliumioonide ja naatrium (seal on isegi protsess, mis esineb rakkudes, milles on nimetatud kaaliumi-naatriumi pump).

Iga aine, mis teil on võimalik lahustada vähemalt natuke - elektrolüüdid. Ja ei ole tööstuse ja meie elu, kus nad on rakendatud. See ei ole ainult akusid autod ja patareid. Kas iga kemikaal ja toiduainete töötlemine, sõjalise tehased Rõivas tehastes ja nii edasi.

Elektrolüüt kompositsioon, muide, on erinev. Seega on võimalik eraldada happelise ja aluselise elektrolüüt. Nad erinevad oluliselt oma omaduste: nagu me oleme öelnud, happed on prootoni doonorid ja leelise - aktseptorites. Aga aja jooksul, elektrolüüdi koostise muutusi kaotuse tõttu osa aine kontsentratsioon kas väheneb või suureneb (see kõik sõltub sellest, mida on kadunud, vee või elektrolüütide).

Iga päev oleme silmitsi neid, kuid väga vähesed inimesed teavad täpselt mõiste selline mõiste nagu elektrolüüte. Näited konkreetsete ainete arutasime, et liigume natuke keerulisem mõisted.

Füüsikalised omadused elektrolüüdid

Nüüd umbes füüsika. Kõige tähtsam, et mõista uuring selle teema - praegune on läbinud elektrolüüdid. Otsustavat rolli selles mängis ioone. Need laetud osakesed võivad migreeruda ühest osast laengu lahust teise. Seega anioonid kipuvad alati positiivse elektroodi ja katioonide - negatiivse. Seega, kes tegutseb elektrivoolu lahendus, jagame tasud vastaskülgedel süsteemi.

Väga huvitav füüsikalisi omadusi nagu tihedus. See mõjutab palju omadusi meie ühendite arutlusel. Ja sageli hüppab küsimusele: "Kuidas suurendada elektrolüüdi tihedus?" Tegelikult vastus on lihtne: see on vajalik vähendada veesisaldust lahendus. Kuna elektrolüüdi tihedus määrab põhiliselt tihedus väävelhape, see sõltub suuresti lõplik kontsentratsioon. On kaks võimalust rakendada kava. Esimene on üsna lihtne: keeda elektrolüüdi sisalduvad aku. Selleks pead võta seda nii, et sisetemperatuur tõusis veidi üle saja kraadi Celsiuse järgi. Kui see meetod ei tööta, siis ärge muretsege, seal on teine: lihtsalt asendada vana uus elektrolüüt. Selleks, kurnata vanal lahuse puhastamiseks siseküljed järelejäänud väävelhappe destilleeritud veega ja seejärel vala uue portsjoni. Tüüpiliselt kvaliteedi elektrolüüdi lahused koheselt on soovitud kontsentratsiooni väärtus. Pärast asendamine võib unustada, kuidas tõsta elektrolüüdi tihedus.

Elektrolüüt kompositsioon määrab suures selle omadusi. Omadused nagu elektrijuhtivus ja tihedus, näiteks tugevalt sõltuvad lahustunud aine ja selle sisaldus. Seal on eraldi küsimus, kui palju elektrolüüdi aku saab. Tegelikult, selle maht on otseselt seotud deklareeritud võimsuse toodet. Mida rohkem väävelhappe sees aku, seega on võimsamad, t. E. Mida rohkem pinget on võimeline tootma.

Kus on see kasulik?

Kui teil on auto entusiast või lihtsalt huvitatud autod, te mõistate kõike ise. Kindlasti sa üldse tead, kuidas määrata, kui palju elektrolüüdi aku on nüüd. Ja kui sa oled eemal autot, siis teadmised omadused nende ainete, nende kasutamise ja kuidas nad suhelda üksteisega ei ole üleliigne. Teades seda, sa ei segaduses, siis palutakse öelda, mida elektrolüüdi aku. Kuigi isegi kui sa ei ole auto entusiast, kuid teil on auto, siis teadmised aku seade olla mingit kahju ja aitab parandada. See on palju lihtsam ja odavam teha kõike ise, kui minna autokeskus.

Ja rohkem teada seda teemat, siis soovitame kontrollida keemia õpik koolides ja ülikoolides. Kui sa tead seda teaduse hästi ja lugeda piisavalt raamatuid, parim variant on "Chemical Vooluallikateks" Varypaeva. Seal on sätestatud üksikasjalikult kogu teooria aku, erinevaid akusid ja vesiniku elemente.

järeldus

Oleme jõudnud lõpule. Olgem Kokkuvõttes. Üle arutasime kõike, kui pole sellist asja nagu elektrolüütide näiteid, struktuuri teooria ja omadusi, funktsioone ja rakendusi. Taas tuleb öelda, et need ühendid on osa meie elust, ilma milleta ei saaks olla meie keha ja kõigis valdkondades tööstuse. Sa mäletad vere elektrolüütide? Tänu neile elame. Ja kuidas meie autod? Selle teadmisega saame määrata mingeid probleeme aku, nagu nüüd aru, kuidas tõsta elektrolüüdi tihedus ta.

Kõik võimatu öelda, kuid me ei endale sellise eesmärgi. Lõppude lõpuks, see pole veel kõik, mida saab räägitud need hämmastav aineid.