Електролити: примери. Съставът и свойствата на електролити. Силни и слаби електролити

Електролити са химикали, известни още от древността. Въпреки това, повечето области на приложението им, те са спечелили наскоро. Ние ще обсъдим най-важният приоритет за индустрията използването на тези вещества, и ние трябва да разберем, че миналото е настоящето, и се различават един от друг. Но да започнем с отклонение в историята.

история

Най-старото познато електролити - соли и киселини е отворен дори и в древния свят. Въпреки това, разбирането на структурата и свойствата на електролити са се развили с течение на времето. Теория на тези процеси са се развили след 1880 г., когато е направила редица открития, теории, свързани с качествата на електролита. Имаше няколко квантови скокове в теории, описващи механизмите на взаимодействие на електролитите с вода (в действителност само в разтвор придобиват свойствата, които правят използването им в индустрията).

Сега ще видим точно няколко теории, които са оказали най-голямо влияние върху развитието на концепциите за електролити и техните свойства. Да започнем с най-често срещаните и просто теория, че всеки един от нас се в училище.

Арениус теория за електролитна дисоциация

През 1887 г. на шведския химик Сванте Арениус и руско-немски химик Вилхелм Оствалд разработена теорията на електролитна дисоциация. Въпреки това, тук също, че не е толкова просто. се Арениус е поддръжник т.нар физическа теория на разтвори, които не се вземат под внимание взаимодействието на компоненти на веществото с вода и се твърди, че са свободни заредени частици (йони) в разтвор. Между другото, от тези позиции днес се обмисля електролитна дисоциация на училището.

Ние говорим едни и същи, което прави теорията и как тя обяснява механизма на взаимодействие между веществата с вода. Както при всяка друга работа, той има няколко постулати, които използва:

1. В реакцията на вода с веществото се разпада в йони (положителен - и отрицателен катион - анионни). Тези частици са подложени на хидратация привличат молекули вода, които, между другото, е за сметка на една страна положително и от друга - отрицателен (дипол оформен) за образуване на комплекси аква (солвати).

2. Процесът на дисоциация е обратимо - т.е. ако веществото се разделя на йони, под влиянието на всеки фактор, тя може отново да стане източник.

3. Ако Connect електродите към разтвора и позволяват на ток, катионите ще започнат да се движат към отрицателния електрод - катода и анионите на положително заредена - анода. Ето защо веществата са лесно разтворими във вода, са проводници на електричество по-добре от самата вода. По същата причина те се наричат електролити.

4. Степента на дисоциация на електролит характеризира процент вещество се подлага на разтваряне. Този процент зависи от разтворителя и свойствата на разтвореното вещество, концентрацията на последните и външната температура.

Тук, в действителност, и всички основни принципи на тази проста теория. Тях ще използваме в тази статия за описание на това какво се случва в електролитен разтвор. Примери за тези съединения Нека разгледаме малко по-късно, а сега нека разгледаме друга теория.

Теория на киселини и основи Lewis

Според теорията на електролитна дисоциация, киселина - вещество, съдържащо се в разтвор, чиято водороден катион и основа - съединение се разлага в разтвор на хидроксид анион. Има и друга теория, кръстен на известния химик Гилбърт Люис. Тя ви позволява да се разшири понятието за няколко киселини и основи. Според теорията на Lewis киселината - е йони или молекули на вещества, които имат свободни електрони орбитали и са в състояние да приеме електрон от друга молекула. Лесно да предполагам, че базите ще бъдат тези частици, които са способни да се получи една или повече от неговите електрони "използване" киселина. Интересно е, че киселина или основа може да бъде не само на електролита, но и всяко вещество, което дори и неразтворим във вода.

Протолитично теория Brendsteda Lowry

През 1923 г., независимо един от друг, две учени - J. Т. и Lowry Bronsted -predlozhili теория, който сега се използва активно от учените да описват химически процеси. Същността на тази теория е, че дисоциацията на смисъла свежда до прехвърляне протон от киселина база. По този начин, то се разбира тук като протонен акцептор. След това киселината е тяхната донор. Теорията обяснява и наличието на добри вещества, които проявяват свойства и киселини и основи. Такива съединения са наречени амфотерни. На теория Bronsted-Lowry за техния срок се отнася и амфолити, докато киселина или основа обикновено се наричат protoliths.

Ние сме дошли до следващия раздел. Тук ние ще ви какви различни силни и слаби електролити покажа, и обсъждане на въздействието на външните фактори върху техните свойства. И след това да се пристъпи към описанието на практическото им приложение.

Силни и слаби електролити

Всяко вещество реагира само с вода. Някои го разтварят добре (например, натриев хлорид), и някои не се разтвори (например, креда). По този начин, всички вещества се разделят на силни и слаби електролити. Последните са вещества, които взаимодействат слабо с вода и се отлагат на дъното на разтвора. Това означава, че те имат много ниска степен на дисоциация и високо енергийни връзки, която позволява на молекулата да се разпада на съставните си йони при нормални условия. Дисоциацията слаби електролити се извършва или бавно или чрез повишаване на температурата и концентрацията на веществото в разтвора.

Говорете за силен електролит. Те включват всички разтворими соли, както и силни киселини и основи. Те са лесни за да се разделят на йони и е много трудно да ги събере в валежи. Токът в електролита, между другото, се извършва благодарение на йони, съдържащи се в разтвора. Ето защо, най-добрите проводими силни електролити. Примери на последната: силни киселини, основи, разтворима сол.

Фактори, влияещи върху поведението на електролити

Сега погледнете как промяната се отразява на външната среда върху свойствата на веществата. Концентрацията пряко влияе на степента на дисоциация на електролита. Освен това, тази връзка може да се изрази математически. Законът, който описва тази връзка, наречен закона на разреждане на Оствалдовото и се изписва като: а = (K / в) 1/2. Тук, - е степента на дисоциация (взета като фракция), К - константа на дисоциация, различен за всяко вещество, и с - концентрацията на електролит в разтвора. Според тази формула, можете да научите много за материята и поведението му в разтвор.

Но ние сме се отклонили от темата. Освен това концентрацията на степента на дисоциация на електролит се отразява и на температурата. За повечето вещества увеличаване увеличава разтворимостта и реактивност. Това може да обясни появата на определени реакции само при повишена температура. При нормални условия, те са или много бавно, или и в двете посоки (този процес се нарича обратима).

Ние разгледа фактори, които определят поведението на системата като електролитен разтвор. Сега да преминем към практическото прилагане на тези, без съмнение, много важни химически вещества.

индустриално приложение

Разбира се, всеки е чувал думата "електролит", както се прилага за батериите. В превозното средство се използва оловно-киселинни батерии, електролита в който изпълнява ролята на четиредесет% сярна киселина. За да се разбере защо всичко, което трябва там се е вещество, необходимо, за да се разберат характеристиките на батерията.

Така че какъв е принципът на работа на който и да е от батерията? В обратима реакция, която се осъществява превръщането на едно вещество в друга, в резултат на което се освобождава електрони. Когато взаимодействието на зареждане на батерията се появява вещества, което е невъзможно при нормални условия. Това може да бъде представена като натрупване на енергия в материала в резултат на химична реакция. При изпълнение на обратната трансформация започва намаляване на системата в първоначалното й състояние. Тези два процеса заедно съставляват един заряд-разряд цикъл.

Да разгледаме горе процес е специфичен пример - олово киселина батерията. Както е лесно да предполагам, източник на ток се състои от един елемент, съдържащ олово (diokisd олово и PbO ₂₎ и киселина. Всяка батерия се състои от електродите и пространството между тях изпълнен само с електролита. Тъй като последните, както видяхме, в този пример се използва концентрация на сярна киселина от 40%. Катодът на батерията, направени от оловен диоксид, анодът е изработен от чисто олово. Всичко това е така, защото тези две различни електроди появят обратими реакции, включващи йони, които са дисоцииран киселина:

1. PbO ₂ + SO ₄ ^{2- + 4Н + + 2е - =} PbSO ₄ + 2Н _2О (реакцията срещащи се при отрицателния електрод - катод).
2. Pb + SO ₄ ^{2 -} 2е - = PbSO ₄ (реакцията срещащи се при положителния електрод - анода).

Ако четете реакцията от ляво на дясно - получите процесите, които протичат по време на разреждане на батерията, както и дали е подходящо - срещу заплащане. Всеки източник химически ток на тези реакции е различен, но механизмът на тяхното възникване общо описва същото: има два процеса, един от които електрони са "погълнати" и от друга страна, обратно, "се." Най-важното е, че броят на абсорбират електроните е равен на броя публикуван.

Всъщност, освен батерии, има много приложения на тези вещества. Като цяло, електролити, примери за които сме давали, - това е само зърно от сорта на вещества, които са обединени под този термин. Те ни заобикалят навсякъде, навсякъде. Например, в човешкото тяло. Смятате ли, че няма такива вещества? Много погрешно. Те се срещат навсякъде в нас и представляват най-голям брой кръвни електролити. Те включват, например, железни йони, които са част от хемоглобина и помага транспорт на кислород до тъканите на тялото. Кръвните електролити също играят ключова роля в регулирането на водно-солевия баланс и работата на сърцето. Тази функция се осъществява от калиеви йони и натрий (има дори процес, който се появява в клетки, които са наречени калиев-натриев помпа).

Всяко вещество, което сте в състояние да се разтвори поне малко - електролити. И няма индустрията и живота ни, където и да се приложат. Той е не само батериите в автомобили и батерии. Е всяко химично и хранително-вкусовата промишленост, военни заводи, шивашки фабрики и така нататък.

Съставът на електролита, между другото, е различен. Така, че е възможно да се разпредели киселина и алкален електролит. Те се различават основно по техните свойства: както казахме, киселини са протонни донори, и алкални - акцептори. Но с течение на времето се променя електролитния състав поради загуба на част от концентрацията на вещество или намалява или увеличава (всичко зависи от това, което се губи, вода или електролит).

Всеки ден ние се сблъскваме с тях, но много малко хора знаят точно на определението за такъв термин като електролити. Примери за специфични вещества, които обсъдихме, така че нека да преминем към малко по-сложни концепции.

Физичните свойства на електролити

Сега за физика. Най-важното нещо, за да се разбере в изучаването на тази тема - токът се подава на електролитите. Решаващо значение това изпълнявана от йоните. Тези заредени частици могат да мигрират от една част на разтвор за зареждане на друг. Така аниони са склонни винаги към положителния електрод и катиони - с отрицателен. По този начин, чрез въздействие върху текущото решение електрически, ние разделяме обвиненията на противоположни страни на системата.

Много интересни физически характеристики като плътност. Тя засяга много свойства на нашите съединения, които се обсъждат. И често се появява въпросът: "Как да се увеличи плътността на електролита" Всъщност, отговорът е прост: необходимо е да се намали съдържанието на вода в разтвора. Тъй като плътността на електролита главно определя плътността на сярна киселина, то до голяма степен зависи от крайната концентрация. Има два начина за изпълнение на плана. Първият от тях е съвсем проста: ври електролита, съдържаща се в батерията. За да направите това, вие трябва да я заредите, така че вътрешната температура се повиши малко над сто градуса по Целзий. Ако този метод не работи, не се притеснявай, има още един: просто замени стария нов електролит. За тази цел се отцеди стария разтвор за почистване на вътрешността на остатъчната сярна киселина в дестилирана вода и след това се излива нова порция. Обикновено, качеството на разтвори електролитни веднага има желаната стойност концентрация. След смяна може да забрави за това, как да се повиши плътността на електролита.

Съставът на електролита до голяма степен определя неговите свойства. Характеристики като електрическа проводимост и плътност, например, силно зависят от естеството на разтвореното вещество и неговата концентрация. Има отделен въпрос за това колко на електролита в батерията може да бъде. В действителност, обемът му е пряко свързана с обявената мощност на продукта. Колкото по-сярна киселина във вътрешността на батерията, така че е по-мощен, т. Е. повече напрежение е в състояние да произвежда.

Къде е полезно?

Ако сте любител на автомобил или просто се интересуват от автомобили, вие ще разберете всичко сами. Със сигурност дори знаят как да се определи колко електролит в акумулатора е сега. И ако сте далеч от колата, а след това познаването на свойствата на тези вещества, тяхната употреба и как те взаимодействат помежду си, няма да бъде излишно. Знаейки това, че не сте объркани, ще бъдете помолени да се каже какво електролита в батерията. Въпреки, че дори и да не сте любител на кола, но имате кола, а след това на знанията на устройството на батерията ще бъде абсолютно нищо лошо и ще ви помогне да поправите. Това ще бъде много по-лесно и по-евтино да се направи всичко себе си, отколкото да отида до центъра на автомобил.

И за да научите повече за тази тема, ви препоръчваме да се провери на химията учебника за училища и университети. Ако знаете, че тази наука добре и прочетете достатъчно книги, най-добрият вариант ще бъде "Химични източници на ток" Varypaeva. Там са изложени подробно цялата теория на живота на батерията, разнообразие от батерии и водородни елементи.

заключение

Ние сме дошли да се сложи край. Нека да обобщим. По-горе всичко, тъй като няма такова нещо като електролити: примери, структура теория и свойствата, функции и приложения. Още веднъж, трябва да се каже, че тези съединения са част от нашия живот, без които тя не би могла да съществува, тялото ни и всички области на промишлеността. Вие си спомняте кръвните електролити? Благодарение на тях, в който живеем. А какво да кажем на нашите автомобили? С това знание може да се оправи проблема с батерията, тъй като сега се разбере как да се повиши плътността на електролита в него.

Всички невъзможно да се каже, но ние не е посочил такава цел. В края на краищата, това не е всичко, което може да се каже за тези невероятни вещества.