Elektrolitoak: adibideak. Konposizio eta elektrolitoak propietate. Strong eta ahula elektrolitoak

Elektrolitoak antzinatik ezagutzen kimikoak dira. Hala ere, beren aplikazio gunerik, duela gutxi irabazi dute. lehentasuna eztabaidatzeko egingo dugu industriarako substantzia horien erabilera eta ulertzeko iragana oraina da hartuko dugu, eta bata bestearen datoz. Baina digresio bat historian sartu batekin hasi ginen.

istorioa

The ezagutzen zaharrena elektrolitoak - gatz eta azido irekita dago, nahiz eta antzinako munduan. Hala ere, egitura eta elektrolitoak propietate ulertzeko denboran zehar eboluzionatu dute. Teoria prozesu horiek 1880 geroztik eboluzionatu, noiz aurkikuntzak, elektrolito propietate lotutako teoriak zenbaki bat egin zen. Baziren hainbat kuantikoaren teoriak urarekin elektrolitoak elkarrekintza mekanismoak deskribatzen (Izan irtenbide bakarra euren industrian erabiltzen duten ezaugarriak eskuratzeko dute) eta jauzi.

Orain ikusiko dugu zehazki hainbat teoria hori elektrolitoak eta beren propietate kontzeptuak garatzen eragin handiena izan dira. Dezagun teoria ohikoenak eta erraza da, gutako bakoitzak eskolan hartu zuen.

Arrhenius elektrolitikoa disoziazio teoria

1887an Suediako kimikari Svante Arrhenius eta errusiar-German kimikari Wilhelm Ostwald elektrolitikoa disoziazio teoria garatu. Hala ere, hemen ere, ez da hain erraza. Arrhenius bera aldekoa deiturikoak ez duten kontuan hartu urarekin substantzia osagai elkarrekintza irtenbide teoria fisiko zen eta aldarrikatu daudela doan kargatutako partikulak (ioiak) konponbidea ere. Bide batez, posizio horretatik gaur dira elektrolitikoa eskolako disoziazio kontuan hartuta.

bera duten teoria aldiz, dena hitz egin dugu, eta urez substantzien elkarrekintza mekanismo nola azaltzen du. beste edozein lan bezala, hainbat postulatu egiten egunero erabiltzen ditu:

(- eta negatiboak tzen - anioia positiboa) 1. Uraren erreakzio substantzia batera ioiak sartu desegiten. partikula hauek hidratazioa jasaten ur molekulak eta, bide batez, hau da, alde batetik, kobratuko positiboan eta beste on erakartzen dute - negatiboa (dipolo osatuta) eta aqua konplexu (Solbatoak) osatzeko.

2. disoziazio prozesua itzulgarria da - adibidez substantzia da ioiak zatitzen bada, edozein faktore eraginpean, berriro iturri bat bilakatu daiteke.

connect konponbidea elektrodoak eta 3. utzi uneko, katioi to the elektrodo negatibo mugitu hasiko da - katodoaren eta anioi to positiboki kargatutako - anode. Horregatik substantziak erraz uretan disolbagarriak, elektrizitatea, ura bera baino hobeto egiteko. Arrazoi beragatik elektrolitoak deitzen dira.

4. disoziazio-maila elektrolito ehunekoa Substantzia desegite jasaten ezaugarria. Tasa hori disolbatzaile eta solutuaren, eta bigarrenak, berriz, kontzentrazioa eta kanpoko tenperatura propietate araberakoa da.

Hemen, hain zuzen, eta teoria sinple honen oinarrizko tenets guztietan. Artikulu honetan egingo erabiltzen ditugu zer da elektrolito irtenbide gertatzen azalpen bat. konposatu horien adibide dezagun apur bat geroago aztertu digu, eta orain utzi teoria beste kontuan hartu gurekin.

Teoria azido eta Lewis baseak

Substantzia baten konponbide bat horren hidrogenoa tzen eta oinarri dauden - - konposatu hidroxidoa anioia a konponbidea ere desegin elektrolitikoa disoziazio, azido teoriaren arabera. Teoria beste, kimikari ospetsua Gilbert Lewis ondoren izendatzen da. zenbait azido eta baseak kontzeptua zabaltzeko aukera ematen du. Lewis teoriaren arabera, azidoa - ioiak da edo molekula hori doan elektroi orbital dute eta beste molekula batetik elektroi bat onartzeko gai dira substantzien. Erraza oinarriak dela gai bere elektroi gehiago bat edo emateko "erabili" acid dira horiek partikula izango asmatzen. Interesgarria da hemen, azido edo base hori ez bakarrik Elektrolito baina baita edozein substantzia, nahiz eta uretan disolbaezinak daitezke.

Protolytic teoria Brendsteda Lowry

1923an, bata bestearen independentean, bi zientzialari - J. eta T. Lowry Bronsted -predlozhili teoria, hau da, orain aktiboki zientzialariek erabiltzen prozesu kimiko deskribatzeko. Teoria honen funtsa da esanahia disoziazioa duten azido base batetik protoi transferentzia bat behera dator. Horrela, azken hau ulertzen da hemen protoi-hartzailea gisa. Ondoren acid beren emailearen da. teoria, gainera, substantzia onak propietate eta azido eta base erakusteko horren existentzia azaltzen. Horrelako konposatuen anfoterikoak deitzen dira. teoria Bronsted-Lowry euren epe berean ampholytes, azido edo base protoliths normalean izeneko ostera ere aplikatzen.

ditugu hurrengo atalean etorri. Hemen duzu zer sendo eta ahula elektrolitoak ezberdinak erakutsiko dugu, eta kanpoko faktoreak duen eragina beraien propietate eztabaidatzeko. Eta gero haien aplikazio praktikoa deskribapena jarraitzeko.

Strong eta ahula elektrolitoak

Substantzia bakoitzak ura bakarrik erreakzionatzen. Batzuk desegiteko ondo (adibidez, sodio kloruroa), eta batzuek ez desegiteko (adibidez, klarion). Horrela, substantzia guztiak ez dira elektrolito sendo eta ahula banatuta. Bigarrenak gaizki elkarreragin hori ur eta irtenbide hondoan metatzen substantziak dira. Horrek esan nahi du disoziazio-maila oso baxua eta energia handiko loturak, horri esker, molekula den baldintza normaletan bere osagai ioiak sartu desegiten dutela. Disoziazio elektrolitoak ahul gertatzen bai astiro edo tenperatura eta irtenbide substantzia kontzentrazioa handituz.

elektrolito sendo bat buruz hitz egin. Horien artean, disolbagarriak gatz guztia, baita azido eta alkali. erraza behera hautsi ioiak sartu dira eta oso zaila da horiek biltzeko euri. elektrolito uneko, bide batez, egiten da irtenbidea jasotako ioiak esker. Beraz, onena eroale indartsu elektrolitoak. bigarrenak adibideak: azido sendoa, alkalis, disolbagarriak gatza.

elektrolitoak portaera eragiten duten faktoreak

Orain aldaketa on kanpoko ingurunean nola eragiten dion begiratu substantzien propietate. kontzentrazioa elektrolito baten disoziazio-gradua zuzenean eragiten die. Gainera, harreman hori matematikoki adierazi ahal izango dira. harreman hori deskribatzen duen legea, Ostwald diluzio-legea deitu eta honela idazten da: a = (K / c) 1/2. Hemen, bat - disoziazio-gradua (frakzio gisa hartu) da, K - disoziazio konstantea, substantzia bakoitzarentzat ezberdinak, eta batera - elektrolito irtenbide kontzentrazioa. formula honen arabera, materia eta bere irtenbide portaera buruz asko ikasi ahal izango duzu.

Baina gaia strayed ditugu. elektrolito disoziazioa mailari buruzko kontzentrazio gehiago, gainera tenperaturaren eragina. substantzia gehienak handitzeko disolbagarritasuna eta erreaktibotasuna handitzen du. Hau erreakzio jakin agerraldia azaldu daiteke altxatutako tenperatura bakarrik. Baldintza normaletan, bai dira oso astiro, edo bi noranzkoetan (prozesu hau da itzulgarria deitzen).

sistema baten portaera zehazten duten faktoreak aztertu ditugu, besteak beste, elektrolito irtenbide gisa. Orain mugitzen dugu hauen aplikazio praktikoa da, zalantza, substantzia kimiko oso garrantzitsua gabe.

industrial aplikazio

Jakina, denek entzun du hitza "elektrolito" bateriak aplikatuko da. ibilgailu bat berun-azido bateriak erabiliz, elektrolito horretan 40 ehuneko azido sulfuriko baten papera egiten du. zergatik ez da behar duzun guztia substantzia bat beharrezkoa da bateria ezaugarriak ulertzeko ulertzeko.

Beraz, zer da inolako bateria funtzionamendua printzipioa da? the itzulgarria erreakzioa gertatzen substantzia bihurtzeko bestera, ondorioz, elektroiak askatzen dira gisa. Bateria interakzioa gertatzen denean, substantzia, hau da, ezinezkoa baldintza normaletan. Hau botere metaketa materiala erreakzio kimiko baten ondorioz gisa irudikatzen daiteke. Noiz alderantzizko transformazioa deskargatzen hasten da, bere hasierako egoerara sisteman murriztuz. Bi prozesu horiek elkarrekin osatzen karga-isurketa ziklo bat.

berunezko-azido bateria - Demagun aurreko prozesuan zehatz adibide bat da. erraz asmatzen denez, egungo iturria elementu bat osatzen dute, beruna (diokisd beruna eta PbO ₂₎ eta azido bat osatzen. Edozein bateria elektrodoak eta elektrolito besterik betetako haien arteko espazioa osatzen dute. bigarrenak bezala, ikusi dugun bezala, adibide honetan azido sulfurikoa 40 ehuneko kontzentrazioa erabiltzen du. berun dioxido egindako bateria katodoaren, anode da berun pure eginda. Hori guztia bi elektrodo desberdin horiek gertatzen itzulgarria erreakzioak ioi inplikatuz azido dissociated daudelako:

1. PbO ₂ + SO ₄ ^{2- + 4H + + 2e - =} PbSO ₄ + 2H ₂ O (erreakzioa negatiboa elektrodo gertatzen - katodoa).
2. Pb + SO ₄ ^{2- -} 2e - = PbSO ₄ (erreakzioa elektrodo positibo gertatzen - anode).

erreakzio irakurri ezkerretik eskuinera bada - bateria alta zehar gertatzen diren prozesuak lortzeko, eta bada eskuin - karga berean. Bakoitzak kimiko korronte iturri erreakzio horiek desberdinak dira, baina beren orokorrean agerraldia mekanismoa bera deskribatzen du: bi prozesu, eta horietako batek elektroiak dira "xurgatu" daude eta bestea, alderantziz, "joan". Garrantzitsuena da elektroiak xurgatu kopuruaren argitaratutako kopurua berdina dela.

Egia esan, bateriak gain, substantzia horien aplikazio asko daude. orokorrean, elektrolitoak, adibide horietako jakin dugu ere, - substantzien aniztasuna direla epe honen pean batu ale bat besterik ez da. gurekin nonahi inguratzen dute, nonahi. Adibidez, giza gorputza. Ez daude substantzia, hala nola ez uste al duzu? Oso gaizki. nonahi gurekin aurkitu dute eta osatzen odol elektrolitoak kopuru handiena. Horien artean, esaterako, burdin ioiak, eta horrek hemoglobina zati dira, eta garraio oxigeno laguntzen gure gorputzaren ehunen bat. Odol elektrolitoak ere ur-gatz oreka arautzea eta bihotza lana ere paper garrantzitsua jokatu. Funtzio honek potasio ioiak eta sodio antzeztuko (ez dela izendatzen dira, potasio-sodio pump zeluletan gertatzen den prozesua da, nahiz).

Hori egiaztatu ahal izango duzu edozein substantzia gutxienez apur bat desegiteko - elektrolitoak. Eta han industria ez eta gure bizitza da, edonon aplikatu dira. autoak eta bateriak bateriak bakarra da. Edozein kimikoak eta elikagaiak prozesatzeko, lantegiak militarra, jantzia fabrikak eta abar.

elektrolito osaera, bide batez, desberdina da. Horrela, posible da azido eta alkalinoak elektrolito esleitu. funtsean bereizten dira beren ezaugarri ere: esan bezala, azido protoi-emaileak, eta alkali daude - acceptors. Baina denborarekin, elektrolito konposizio ondorioz Substantzia kontzentrazioa gutxitzen bai edo handitzen (guztiak araberakoa zer galdu da, ura edo elektrolito on) zati galtzea aldaketak.

Egunero ditugu haiekin aurrez aurre, baina oso jende gutxik ezagutzen zehazki termino bat, besteak beste, elektrolitoak gisa definizioa. substantzia zehatz aztertu ditugu adibide, Hargatik mugitu pixka bat kontzeptu konplexuagoa en.

elektrolitoak propietate fisikoak

Orain fisika buruz. Garrantzitsuena gai honen azterketan ulertzen - korrontea da elektrolitoak gainditu. hau erabakigarria rola ioiak jokatu. kargatutako partikulak hauek karga bestera konponbidearen parte batetik migratu daiteke. Horrela, anioi joera beti elektrodo positiboa eta katioiak - negatiboa da. Horrela, uneko elektriko soluzio jarduten, sistema alde kontrako karguak banatu dugu.

hala nola dentsitatea bezalako ezaugarri fisiko oso interesgarria. Gure konposatuen eztabaidagai propietate asko eragiten die. Eta askotan, galdera azalduko: "Nola elektrolito dentsitatea handitzeko" Izan ere, erantzuna oso erraza da: beharrezkoa da ur irtenbide edukiak jaisteko. Elektrolito nagusiki zehaztuko dentsitatea geroztik azido sulfurikoa dentsitatea, neurri handi batean, azken kontzentrazioa araberakoa da. Bi modu daude plan ezartzeko. Lehenengo oso erraza da: irakiten bateria jasotako Elektrolito. Horretarako, hura kargatzeko, beraz, barruko tenperatura igo zertxobait ehun gradutan gainetik behar duzu. Metodo hau ez badabil, ez kezkatu, ez dago beste bat da: besterik ordezkatu elektrolito new zaharra. Horretarako, agortzea zaharrak irtenbide ur distilatu hondar azido sulfurikoa barruak garbitu, eta, ondoren, zati berri bat bota. Normalean, kalitatea elektrolito konponbideak berehala izan nahi den kontzentrazioa balio bat. ordezko ondoren elektrolito dentsitatea nola goratzeko ahaztu daiteke.

elektrolito osaera neurri handi batean, bere propietate zehazten du. hala nola, eroankortasun elektrikoa eta dentsitate gisa ezaugarri, adibidez, biziki solutu eta bere kontzentrazio izaeraren araberakoa izango da. Badira nola elektrolito askoz bateria izan daiteke auzia bereizi bat da. Izan ere, bere bolumena zuzenean deklaratu produktuaren gaitasuna lotuta dago. Gehiago bateria barruan azido sulfurikoa, ahaltsuagoa da, beraz, t. E. tentsio gehiago da ekoizteko gai.

Non dago erabilgarri?

Zara auto zale bat edo, besterik autoak interesa baduzu, dena ulertu ahal izango duzu zeure burua. Seguru asko dakite nola nola bateria askoz elektrolito da orain zehazteko. Eta zauden autoa kanpoan bada, orduan substantzia horiek, euren erabilera eta nola elkarreragin elkarren dira propietate ezagutza ezin izango azalekoa. Jakinda, zu ez nahastu, esan eskatuko zaizu zer bateria Elektrolito. Nahiz Oraindik badago ere, ez auto zalea, baina auto bat behar duzu, gero bateria gailua ezagutza erabat izango da kalte ez eta konpontzea lagunduko dizu. askoz errazagoa eta merkeagoa izango da, dena eskuz egin, autoan zentrora joan baino.

Eta Gai honi buruz gehiago ikasteko, ikusteko duzula kimika eskolak eta unibertsitateak testuliburua gomendatzen dugu. badakizu zientzia honek badu ondo eta nahikoa liburuak irakurri, aukerarik onena "Kimika egungo iturri" izango Varypaeva. Ez dago zehazten dira xehetasunez bateria bizitza, bateriak eta hidrogenoa elementuen hainbat teoria osoa.

ondorio

ditugu amaiera bat etorri. Dezagun laburbildu. adibideak, egitura teoria eta ezaugarriak, funtzioak eta aplikazioak: Above guztia, elektrolitoak gauza, hala nola gisa eztabaidatu dugu. Berriro ere, esan behar da konposatu horiek gure bizitzan, eta hori gabe ezin da existitzen, gure gorputza eta industriaren arlo guztietan parte dira. Odol elektrolitoak gogoratzen duzu? Horiei esker bizi gara. Eta zer gure autoak buruz? Ezagutza honekin bateria arazorik konpondu ahal izango dugu, orain ulertzen baititu ere elektrolito dentsitatea zenbat igotzeko.

Ezinezkoa guztiak, kontatzeko, baina ez genuen helburu hori ezarri. Azken finean, ez da hori substantzia harrigarria horiei buruz esan daiteke guztietan.