Elektrolyyttejä: esimerkkejä. Koostumus ja ominaisuudet elektrolyyttejä. Vahvoja ja heikkoja elektrolyyttejä

Elektrolyyttejä ovat kemikaalit tunnettu antiikin ajoista lähtien. Kuitenkin useimmilla alueilla niiden soveltamisen, he ovat voittaneet viime aikoina. Keskustelemme etusijalla Teollisuudessa näiden aineiden käytön ja me ymmärrämme, että menneisyys on läsnä, ja eroavat toisistaan. Mutta aloitamme etääntynyt historiaan.

tarina

Vanhin tunnettu elektrolyyttejä - suoloista ja hapoista on auki myös antiikin maailmassa. Kuitenkin ymmärrystä rakennetta ja ominaisuuksia elektrolyyttejä ovat kehittyneet ajan myötä. Teoriassa nämä prosessit ovat kehittyneet vuodesta 1880, jolloin hän oli tehnyt useita löytöjä, teorioita liittyviä ominaisuuksia elektrolyytti. Oli useita kvanttihyppyjä teorioissa kuvaavat mekanismeja vuorovaikutuksen elektrolyyttejä vedellä (oikeastaan vain liuoksessa he saavat ominaisuuksia, jotka tekevät niiden käytön alalla).

Nyt näemme tarkalleen useita teorioita, joilla on ollut suurin vaikutus kehitykseen käsitteitä elektrolyyttejä ja niiden ominaisuuksia. Aloitetaan yleisin ja yksinkertainen teoria, että jokainen meistä otti koulussa.

Arrheniuksen teoria elektrolyytti dissosiaation

Vuonna 1887 Ruotsin kemisti Svante Arrhenius ja venäläis-saksalainen kemisti Wilhelm Ostwald kehitti teorian elektrolyyttisen dissosiaation. Kuitenkin tässäkin se ei ole niin yksinkertaista. Arrhenius itsessään oli tukija ns fyysinen teoria ratkaisuja, jotka eivät ota huomioon vuorovaikutus komponenttien ainetta vedellä ja väitti, että on olemassa vapaa varautuneiden hiukkasten (ionien) liuoksessa. Muuten, mistä tällaiset kannat ovat nykyään harkitsevat elektrolyyttinen dissosiaatio koulun.

Puhumme kaikki samat joka tekee teoria ja miten se selittää mekanismia aineiden keskinäinen vaikutus vedellä. Kuten jotain muuta tehtävää, sillä on useita pääperiaatetta että se käyttää:

1. reaktiossa veden kanssa, aine hajoaa ioneiksi (positiivinen - ja negatiivinen kationi - anioni). Nämä hiukkaset altistetaan nesteytyksestä ne houkuttelevat vesimolekyylejä, jotka muuten, veloitetaan toisaalta positiivisesti ja toisaalta - negatiivinen (dipoli on muodostettu) muodostamiseksi aqua komplekseja (solvaatit).

2. dissosiaatio prosessi on palautuva - eli jos aine on jaettu ioneja, vaikutuksen alaisena tahansa tekijä, se voi jälleen tulla lähde.

3. Jos yhteyden elektrodien liuokseen ja antaa nykyisen kationit alkaa siirtyä negatiivisen elektrodin - katodin ja anioneja positiivisesti varautuneiden - anodi. Siksi aineet liukenevat veteen, sähköä paremmin kuin vesi itse. Samasta syystä niitä kutsutaan elektrolyyttejä.

4. aste dissosiaation elektrolyytin luonnehtii prosenttiosuus aineen saattamiseksi liukenemisen. Tämä määrä riippuu liuottimesta ja ominaisuudet liuenneen aineen konsentraatio tämän ja ulkoinen lämpötila.

Täällä, itse asiassa, ja kaikki perusperiaatteita tämä yksinkertainen teoria. Niitä käytämme tässä artikkelissa on kuvaus siitä, mitä tapahtuu elektrolyyttiliuosta. Esimerkkejä näistä yhdisteistä Tarkastellaan hieman myöhemmin, ja nyt voimme miettiä toista teoriaa.

Teoria hapot ja Lewis-emäkset

Teorian mukaan elektrolyyttisen dissosiaation, happo - aine, jota on liuos, jonka vetykationi ja pohja - yhdiste hajoaa ratkaisu hydroksidianioni. On toinenkin teoria, joka on nimetty kuuluisan kemistin Gilbert Lewis. Sen avulla voit laajentaa käsitettä useita happoja ja emäksiä. Mukaan Lewis teoria, happo - on ionien tai molekyylien aineita, jotka on vapaa elektroni orbitaalit ja voivat hyväksyä elektroneja toisen molekyylin. Helppo arvata, että emäkset ovat hiukkaset, jotka kykenevät antamaan yhden tai useamman sen elektronit "käyttää" happo. On mielenkiintoista tässä on se, että happo tai emäs voi olla paitsi elektrolyytti, vaan myös mitä tahansa ainetta, joka myös heikosti veteen liukeneva.

Protolyyttisessä teoria Brendsteda Lowry

Vuonna 1923, toisistaan riippumatta, kaksi tutkijaa - J. ja T. Lowry Bronstedin -predlozhili teoria, joka on nyt aktiivisesti käyttää tutkijat kuvaavat kemiallisia prosesseja. Pohjimmiltaan tämä teoria on, että dissosiaatiota merkitys tulee alas protonin siirron happo emäs. Näin ollen, tämä tarkoitetaan tässä protonin vastaanottajan. Sitten happo on niiden luovuttaja. Teoria selittää myös hyviä aineita, joilla on ominaisuuksia ja happoja ja emäksiä. Tällaisia yhdisteitä kutsutaan amfoteerinen. Teoriassa Brönsted-Lowry niiden Termi koskee myös amfolyyttejä, kun taas hapon tai emäksen yleisesti kutsutaan protoliths.

Olemme tulleet seuraavaan osaan. Täällä näytämme mitä erilaiset vahvat ja heikot elektrolyyttejä, ja keskustella ulkoisten tekijöiden vaikutusta niiden ominaisuuksista. Ja sitten edetä kuvauksen niiden käytännön soveltamista.

Vahvoja ja heikkoja elektrolyyttejä

Kukin aine reagoi veden kanssa yksin. Joissakin se liuotetaan hyvin (esim, natriumkloridi), ja jotkut eivät liukene (esim, liitu). Näin ollen kaikki aineet jaetaan vahvoja ja heikkoja elektrolyyttejä. Jälkimmäiset ovat aineita, jotka ovat vuorovaikutuksessa huonosti vedellä ja pohjalle saostunut liuoksesta. Tämä tarkoittaa, että niillä on hyvin alhainen dissosiaation ja korkea sidoksilla, joka mahdollistaa molekyylin hajota sen komponentti ioneja normaaleissa olosuhteissa. Dissosiaatio heikko elektrolyyttejä tapahtuu joko hitaasti tai nostamalla lämpötilaa ja aineen pitoisuus liuoksessa.

Keskustele voimakas elektrolyytti. Näitä ovat kaikki liukoiset suolat, sekä vahvoja happoja ja emäksiä. Ne on helppo hajota ioneja ja on hyvin vaikea kerätä ne sademäärä. Nykyinen elektrolyyttiin, muuten suoritetaan ansiosta ioneja liuokseen. Näin ollen, parhaan johtava vahva elektrolyyttejä. Esimerkkejä viimeksi mainituista: vahvat hapot, emäkset, vesiliukoista suolaa.

Vaikuttavia tekijöitä käyttäytymiseen elektrolyyttejä

Katsokaa nyt kuinka muutokset vaikuttavat ulkoisen ympäristön on aineiden ominaisuuksista. Pitoisuus vaikuttaa suoraan dissosioitumisaste elektrolyytin. Lisäksi tämä yhteys voidaan ilmaista matemaattisesti. Laki, joka kuvaa tätä suhdetta, jota kutsutaan laki laimennus Ostwald ja kirjoitetaan: a = (K / c) 1/2. Täällä, - on dissosioitumisaste (otetaan murto), K - dissosiaatiovakio, eri kunkin aineen, ja - elektrolyytin pitoisuus liuoksessa. Tämän kaavan mukaan, voit oppia paljon asiaa ja sen käyttäytyminen liuoksessa.

Mutta olemme eksyneet aiheesta. Edelleen keskittyminen dissosioitumisaste elektrolyytin vaikuttaa myös lämpötila. Useimmille aineet lisäävät se lisää liukoisuutta ja reaktiivisuus. Tämä voi selittää esiintyminen tiettyjen reaktioiden vain korotetussa lämpötilassa. Normaalioloissa ne ovat joko hyvin hitaasti, tai molempiin suuntiin (tätä prosessia kutsutaan palautuva).

Olemme tutkineet tekijät, jotka määräävät käyttäytyminen järjestelmän, kuten elektrolyyttiliuosta. Nyt siirrymme käytännön soveltamista näistä epäilemättä erittäin tärkeitä kemiallisia aineita.

teollista käyttöä

Tietenkin jokainen on kuullut sanan "elektrolyytti" sovellettuna paristot. Ajoneuvoon käyttämällä lyijyakkuja, elektrolyytti, joka suorittaa rooli 40 prosenttia rikkihappoa. Ymmärtää, miksi siellä on kaikki mitä tarvitset on aine välttämätöntä ymmärtää ominaisuuksia akku.

Niin mikä on toimintaperiaate tahansa akku? Peruuntuvaan reaktio, joka tapahtuu muuntaminen yhden aineen toisessa, seurauksena, joka elektronit vapautuvat. Kun akku vuorovaikutus tapahtuu aineita, mikä on mahdotonta normaalioloissa. Tämä voidaan esittää kertymistä vallan materiaalin tuloksena kemiallisen reaktion. Kun puretaan käänteismuunnos alkaa, vähentää järjestelmän alkuperäiseen tilaan. Nämä prosessit yhteenlaskettuina yksi lataus-purku syklin.

Tarkastellaan edellä esitetty prosessi on spesifinen esimerkki - johtoon-akku. Koska se on helppo arvata, virtalähde muodostuu elementistä, joka käsittää johtimen (diokisd lyijyä ja PbO ₂₎ ja happoa. Mikä tahansa akku koostuu elektrodien ja niiden välinen tila on täytetty vain elektrolyytin. Koska tämä, kuten olemme nähneet, tässä esimerkissä käytetään rikkihappopitoisuus 40 prosenttia. Katodi akun valmistettu lyijydioksidia, anodi on valmistettu puhtaasta lyijyä. Kaikki tämä johtuu siitä, että nämä kaksi eri elektrodia tapahtuu käänteisiä reaktioita, joissa ioneja, jotka liukenevat happoa:

1. PbO ₂ + SO ₄ ^{2 + 4H + + 2e - =} PbSO ₄ + 2 H _2O: ta (reaktio tapahtuu negatiivisella elektrodilla - katodi).
2. Pb + SO ₄ ^{2 -} 2e - = PbSO ₄ (reaktio tapahtuu positiivisella elektrodilla - anodi).

Jos luet reaktio vasemmalta oikealle - saada tapahtuvien prosessien aikana akun tyhjenemisen, ja jos oikein - maksua. Kukin kemiallinen virtalähteen näistä reaktioista on erilainen, mutta mekanismi niiden esiintymisen yleensä kuvataan sama: kaksi prosesseja, joista elektronit "imeytyy" ja muut, päinvastoin, "mene". Tärkeintä on, että määrä imeytyy elektroneja yhtä suuri määrä julkaista.

Oikeastaan, paitsi akut, on monia sovelluksia näistä aineista. Yleensä elektrolyyttejä, joiden esimerkkejä olemme antaneet, - se on vain jyvän erilaisia aineita, jotka yhdistyivät tämän termin. Ne ympäröivät meitä kaikkialla, kaikkialla. Esimerkiksi ihmisen elimistöön. Luuletko ei ole sellaisia aineita? Hyvin väärin. Niitä löytyy kaikkialla Yhdysvalloissa ja ovat suurin määrä verta elektrolyyttejä. Näitä ovat esimerkiksi rautaionien, jotka ovat osa hemoglobiinin ja auttaa kuljettamaan happea kudoksiin kehomme. Veren elektrolyyttejä myös avainasemassa säätelyssä vesi-suolatasapainon ja työ sydämen. Tämä toiminto suoritetaan kalium-ioneja ja natrium- (on jopa prosessi, joka tapahtuu soluissa, jotka on nimetty kalium-natrium pumppu).

Mikä tahansa aine, että voit purkaa ainakin vähän - elektrolyyttejä. Eikä ole teollisuutta ja elämämme, missä niitä käytetään. Se ei ole vain akkuja autojen ja akkuja. On kemikaalia ja elintarviketeollisuuden, sotilaallinen tehtaissa, vaate tehtaita ja niin edelleen.

Elektrolyytin koostumus, muuten, on erilainen. Näin ollen on mahdollista allokoida hapan ja emäksinen elektrolyytti. Ne eroavat täysin toisistaan niiden ominaisuuksia: kuten olemme sanoneet, hapot ovat protonin luovuttajia, ja emäkset - akseptoreilla. Mutta ajan mittaan, elektrolyytin koostumus muuttuu, koska osan menetys aineen pitoisuus joko laskee tai nousee (se riippuu siitä, mitä on kadonnut, vesi tai elektrolyytti).

Joka päivä joudumme heille, mutta harvat tietävät täsmälleen määritelmää tällaisesta aikavälillä elektrolyyttejä. Esimerkkejä tiettyjen aineiden keskustelimme, joten tehdään siirtyä hieman monimutkaisempi käsitteitä.

Fysikaaliset ominaisuudet elektrolyyttejä

Nyt fysiikasta. Tärkeintä ymmärtää tutkimuksessa tähän aiheeseen - nykyinen välitetään elektrolyyttejä. Ratkaiseva merkitys tässä soitti ionit. Nämä varatut hiukkaset voivat siirtyä yhdestä osa maksusta liuosta toiseen. Siten, anionit pyrkivät aina positiivisen elektrodin ja kationeja - negatiiviseen. Näin ollen, toimimalla sähkövirran liuos, me jakaa maksut vastakkaisilla puolilla järjestelmää.

Erittäin mielenkiintoinen fyysiset ominaisuudet, kuten tiheys. Se vaikuttaa monia ominaisuuksia meidän yhdisteiden keskustellaan. Ja usein ponnahtaa kysymys: "Miten lisätä tiheyttä elektrolyytti?" Itse asiassa, vastaus on yksinkertainen: se on tarpeen alentaa vesipitoisuus ratkaisun. Koska tiheys elektrolyytin määräytyy pääasiassa tiheys rikkihapon, riippuu suurelta osin lopullinen konsentraatio. On kaksi tapaa toteuttaa suunnitelman. Ensimmäinen on melko yksinkertainen: kiehua elektrolyytti sisältämän pariston. Voit tehdä tämän, sinun on ladattava niin, että sisälämpötila nousi hieman yli sata astetta. Jos tämä tapa ei toimi, älä huoli, on toinen: yksinkertaisesti korvaa vanhan uuden elektrolyytti. Tehdä tämän, valua vanha ratkaisu puhdistaa sisukset jäljellä rikkihappoa tislatussa vedessä, ja kaada uusi osa. Tyypillisesti, laatu elektrolyytin liuokset välittömästi on haluttu konsentraatio arvoon. Vaihdon jälkeen voi unohtaa miten nostetaan Elektrolyytin.

Elektrolyytin koostumus määrää suurelta osin sen ominaisuudet. Ominaisuudet, kuten sähkönjohtavuus ja tiheys, esimerkiksi, riippuvat suuresti luonteesta liuenneen aineen ja sen pitoisuus. On erillinen kysymys siitä, kuinka paljon akun elektrolyytti voi olla. Itse asiassa, sen tilavuus on suoraan verrannollinen ilmoitettu kapasiteetti tuotteen. Enemmän rikkihappo pariston sisällä, joten se on tehokkaampi, t. E. enemmän jännite pystyy tuottamaan.

Missä sitä tarvitaan?

Jos olet auton harrastaja tai vain kiinnostunut autoista, ymmärrätte kaiken itse. Varmasti edes osaa määritellä, kuinka paljon akun elektrolyytti on nyt. Ja jos olet poissa autosta, niin tieto ominaisuuksien yhdistelmästä, niiden käytöstä ja siitä, miten ne ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ei ole turha. Tietäen tämän, et sekava, sinua pyydetään sanoa, mitä Akkuneste. Vaikka vaikka et ole autoa harrastaja, mutta sinulla on auto, niin tieto pariston laite on mitään haittaa ja auttaa korjaamaan. Se on paljon helpompaa ja halvempaa tehdä kaikkea itse, kuin mennä auton keskelle.

Ja oppia lisää tästä aiheesta, suosittelemme tarkistaa kemian oppikirja kouluille ja yliopistoille. Jos tiedät tämän tieteenalan hyvin ja lukea tarpeeksi kirjoja, paras vaihtoehto on "Chemical virtalähteitä" Varypaeva. Siellä esitetään yksityiskohtaisesti koko teoria akku, erilaisia paristoja ja vedyn elementtejä.

johtopäätös

Olemme tulleet tiensä päähän. Oletetaan tiivistää. Edellä on keskusteltu kaiken, koska mitään sellaista kuin elektrolyyttejä: esimerkkeinä, rakenne teoria ja ominaisuuksia, toimintoja ja sovelluksia. Jälleen kerran on todettava, että nämä yhdisteet ovat osa elämää, jota ilman se ei voisi olla olemassa, kehomme ja kaikilla teollisuuden aloilla. Muistat verta elektrolyyttejä? Kiitos heille elämme. Entä autoja? Tämän tiedon voimme korjata ongelmia akun kanssa, sillä nyt ymmärtää miten nostetaan Elektrolyytin siinä.

Kaikki mahdotonta sanoa, mutta emme ole asettaneet tavoitteeksi. Loppujen lopuksi se ei ole kaikki, jotka voidaan kertonut näitä uskomattomia aineista.