Электролит: мысалдар. электролиттердің құрамы мен қасиеттері. Күшті және әлсіз электролиттер

Электролиттер көне заманнан бері белгілі химикаттар бар. Алайда, оларды қолданудың ең бағыттары, олар жақында жеңіп алды. Біз өнеркәсібі үшін осы заттардың пайдалану жоғарғы басымдық талқылайды және біз өткен қазіргі екенін түсіну тиіс, және бір-бірінен ерекшеленеді. Бірақ біз тарихқа лирикалық ауытқуға басталады.

әңгіме

көне белгілі электролиттер - тұздар және қышқылдар, тіпті ежелгі әлемде ашық. Алайда, электролиттердің құрылымы мен қасиеттерін түсіну уақыт бойы дамыды. Теориясы осы процестер ол жаңалықтардың, электролит қасиеттері байланысты теориялар бірқатар жасалды 1880 жылдан бастап, дамыды. (Іс жүзінде тек ерітіндіде олар оларды өнеркәсіпте пайдалану қасиеттерін сатып алуға) сумен Электролиттер өзара іс-қимыл тетіктерін сипаттайтын теориялар бірнеше кванттық шабыс болды.

Енді біз дәл электролиттердің және олардың қасиеттерін ұғымдардың дамуына үлкен әсері болды, бірнеше теориялар бар көресіз. Біз әрбір мектепте өтті деп ең көп тараған және қарапайым теориясы, бастайық.

электролиттік диссоциациялану Аррениус теориясы

1887 жылы швед химигі Сванте Аррениус және орыс-неміс химигі Вильгельм Ostwald электролиттік диссоциациялану теориясын әзірледі. Алайда, бұл жерде де, ол оңай емес. Аррениус өзі назарға сумен заттың компоненттерін өзара іс-қимылды қабылдауға және еркін зарядталған бөлшектер (иондар) ерітіндідегі бар деп мәлімдеді емес, шешімдерді жақтаушысы деп аталатын физикалық теориясы болды. Айтпақшы, мұндай тұрғысынан бүгін мектептің электролиттік диссоциациялану қарастыруда.

Біз теориясын және ол қалай сумен заттардың өзара іс-қимыл тетігін түсіндіреді етеді барлық бірдей айтуға. кез келген басқа жұмысқа сияқты, ол пайдаланатын бірнеше постулаттары бар:

(- мен теріс катион - аниондар оң) затпен судың реакция 1. иондар ыдырайтын. Аква кешендер (сольватами) қалыптаса теріс (еңістігінің құрылған) - Бұл бөлшектер олар Айтпақшы, оң бір жағынан және екінші жағынан алынады, су молекуласын тарту ылғалдандыру ұшырайды.

2. Диссоциациялану процесі қайтымды - зат иондар бөлінеді, егер яғни, кез келген фактордың әсерінен, ол қайтадан көзі бола алады.

анод - оң зарядталған үшін катод және аниондар - 3. шешуге Connect электродтар Егер ток көрейік, катиондары теріс электрод үшін қозғала бастайды. заттар су өзі қарағанда жақсы су, мінез-құлық электр оңай еритін сондықтан. олар электролиттер деп аталады, сол себепті.

4. диссоциациялану дәрежесі электролит тарату ұшыраған пайыздық зат сипаттайды. Бұл мөлшерлеме еріткіш мен ерітілген қасиеттері, соңғы концентрациясы және сыртқы температурасына байланысты.

Мұнда, шын мәнінде, мен осы қарапайым теориясы барлық негізгі принциптері. Оларға біз электролит ерітіндісіне болып жатқан сипаттамасын осы бапта пайдалануға болады. Осы қосылыстардың мысалдары бізге сәл кейінірек тексеріп, енді бізге тағы бір теориясын қарастырайық көрейік.

Теориясы қышқылдар мен Льюис негіздері

кімнің сутегі катион және базалық ерітіндідегі осы зат - - электролиттік диссоциациялану, қышқылының теориясына сәйкес қосылыс гидроксиді, анионның шешуде ыдырайды. атақты химик Гилберт Льюис атындағы басқа теориясы бар. Ол сізге бірнеше қышқылдар мен негіздердің тұжырымдамасын ұзартуға мүмкіндік береді. Льюис теориясы айтуынша, қышқыл - иондары болып еркін электрон орбитали бар және басқа молекуласының жылғы электронның қабылдауға қабілетті заттардың немесе молекулалар. негіздері қышқылын «пайдалану» үшін өзінің электрондардың бір немесе бірнеше беруге қабілетті сол бөлшектер болады деп сұраса оңай. Бұл жерде қызықты қышқылы немесе базалық электролит сонымен қатар суда тіпті ерімейтін кез келген зат ғана емес болуы мүмкін.

Протолиттік теориясы Brendsteda Lowry

қазір белсенді химиялық процестерді сипаттау үшін ғалымдар пайдаланылады J. және Т. Lowry Бренстеда -predlozhili теориясы, - 1923 жылы, бір-біріне тәуелсіз, екі ғалымдар. Бұл теорияның мәні мағынасы диссоциациялану қышқылы базасынан протон аудару төмен келеді, бұл. Осылайша, соңғы протон акцепторы ретінде мұнда түсініледі. Содан кейін қышқылы, олардың донор болып табылады. теориясы, сондай-ақ қасиеттері мен қышқылдар мен негіздер танытатын жақсы заттардың болуын түсіндіреді. Мұндай қосылыстар амфотерлі деп аталады. теориясы Бренстеда-Лоури олардың мерзімге, сондай-ақ қышқыл немесе негіз әдетте деп аталатын protoliths ал, ampholytes қолданылады.

Біз келесі бөлімді келді. Мұнда біз сіз түрлі Күшті және әлсіз электролиттер қандай көрсетеді, және олардың қасиеттері сыртқы факторлардың әсерін талқылаймыз. Ал содан кейін оларды практикалық қолдану сипаттамасы кірісу.

Күшті және әлсіз электролиттер

Әрбір зат сумен жалғыз әрекеттеседі. Кейбір ақ оны тарата (мысалы, натрий хлориді), және кейбір (мысалы, бор) ерімейді. Осылайша, барлық заттар Күшті және әлсіз электролиттер бөлінеді. соңғы сумен нашар өзара іс-қимыл және шешу төменгі жағында сақтауға заттар болып табылады. Бұл олар диссоциациялану өте төмен дәрежесі және молекуласы қалыпты жағдайларында оның құрамдас иондардың ыдырайтын мүмкіндік береді жоғары энергия облигациялар, бар екенін білдіреді. Диссоциациялану әлсіз электролиттер, не баяу немесе температураны және ерітіндіде заттың концентрациясын арттыру жолымен жүреді.

күшті электролит туралы айтуға. Бұл барлық еритін тұздар, сондай-ақ күшті қышқылдар мен сілтілер қамтиды. Олар иондардың ішіне сынған оңай және жауын-шашынның оларды жинау өте қиын. электролит ағымдағы, айтпақшы, ерітіндіде қамтылған иондар арқасында жүзеге асырылады. Сондықтан, ең үздік өткізгіш күшті электролиттер. соңғысының мысалдары: күшті қышқылдар, сілтілер, еритін тұз.

электролиттердің әрекетін әсер ететін факторлар

Енді өзгеріс сыртқы ортаны қалай әсер қарап заттардың қасиеттері. концентрациясы тікелей электролит диссоциациялану дәрежесі әсер етеді. Сонымен қатар, осы қарым-қатынас математикалық білдірді болады. а = (K / с): осы қарым-қатынасты сипаттайды заң, Оствальд разбавления заңын деп аталатын және жазылған 1/2. Мұнда, - K (бөлшек ретінде қабылданған) диссоциациялану дәрежесі - диссоциациялану тұрақты әрбір зат үшін түрлі, және - ерітіндіде электролит концентрациясы. Осы формула бойынша, бұл мәселеге және шешу оның мінез-құлық туралы көп біле аласыз.

Бірақ біз тақырып адасқан. электролит диссоциациялану дәрежесі одан әрі концентрациясы, сондай-ақ температура әсер етеді. ең заттар үшін бұл ерігіштігі және реактивтілігін арттырады арттыру. Бұл тек жоғары температурада белгілі реакциялардың пайда болуын түсіндіру мүмкін. қалыпты жағдайларда, олар өте баяу, немесе екі бағытта (бұл процесс қайтымды деп аталады) немесе табылады.

Біз мұндай электролит ерітіндісіне ретінде жүйесін әрекетін анықтайды факторларды сараладық. Енді біз, күмән жоқ, бұл іс жүзінде қолдану үшін өте маңызды химиялық заттар туралы жылжытыңыз.

өнеркәсіптік қолдану

Әрине, әркім батареяларды қолданылатын сөз «электролит» тыңдап отыр. қорғасын-қышқылды батареялар пайдаланып көлік құралында, электролит 40 пайызы күкірт қышқылын рөлін орындайтын. бәрі сізге бар, неге түсіну үшін батареяның мүмкіндіктерін түсіну үшін қажетті зат болып табылады.

Сондықтан, кез келген батарея жұмыс істеу принципі қандай? электрондар шығарды, онда нәтижесінде, басқа бір заттың қайта жүреді қайтымды реакция. Батарея заряды өзара іс-қимыл қалыпты жағдайында мүмкін емес заттар, орын алған кезде. Бұл химиялық реакция нәтижесінде материалды билік жинақтау ретінде ұсынылуы мүмкін. босатылған кезде кері айналдыру оның бастапқы жағдайға жүйесін азайту, басталады. Бұл екі процестер бірге бір заряд-разрядтың циклын құрайды.

Жоғарыда айтылған процесс белгілі бір үлгісі болып табылады қарастырайық - қорғасын-қышқылды батарея. ол сұраса оңай болғандықтан, ағымдағы көзі қорғасын (diokisd қорғасын және PbO ₂₎ және қышқылы бар, элементті тұрады. Кез келген батарея электродтар және жай ғана электролит толтырылған олардың арасындағы кеңістік тұрады. біз көрдік, соңғы ретінде, осы мысалда 40 пайызға күкірт қышқыл концентрациясын қолданады. қорғасын диоксиді жасалған батарея катодты, анод таза қорғасын жасалған. Осы екі түрлі электродтар қышқылы ыдыраған иондар қатысуымен қайтымды реакциялар пайда, өйткені барлық осы болып табылады:

1. PbO ₂ + SO ₄ ^{2- + 4H + + 2e - =} PbSO ₄ + 2H ₂ O (реакция теріс электродта жатқан - катодты).
2. Pb + SO ₄ ^{2- -} 2e - = PbSO ₄ (реакция оң электродта жатқан - анод).

Сіз солдан оңға реакция оқып болса - оң үрдістер батарея разрядты кезінде орын алуға, ал егер - бұл ақысыз. Әрбір химиялық ток көзі осы реакциялардың әртүрлі, бірақ жалпы олардың пайда механизмі бірдей сипаттайды: «. Өтіңіз», керісінше, «жұтып» және басқа да бір, ол электрондар екі процестер, бар Ең бастысы, жарияланған санына тең жұтып электрондардың саны болып табылады.

Шын мәнінде, батареяларды Сонымен қатар, осы заттардың көп өтініштер бар. Жалпы, электролиттер, біз уөрсетті мысалдар, - бұл мерзімге астына бірікті заттардың түрлі ғана астық болып табылады. Олар барлық жерде, барлық жерде бізді қоршаған. Мысалы, адамның денесі. Егер сіз ешқандай мұндай заттар бар деп ойлайсыз ба? Өте дұрыс. Олар бізге барлық жерде табылған және қан электролиттердің ең көп құрайды. Бұл гемоглобин бөлігі болып табылады, мысалы, темір иондары, қамтиды және біздің ағза ұлпаларына көлік оттегі көмектеседі. Қан электролиттер, сондай-ақ су-тұз балансының және жүрек жұмысына реттеу маңызды рөл ойнайды. Бұл функция (калий-натрий сорғы аталады жасушаларында кездеседі тіпті процесс бар) калий иондары және натрий арқылы жүзеге асырылады.

Сіз кем дегенде сәл тарата қабілетті кез келген зат - Электролит. Және олар қолданылады қай жерде ешқандай өнеркәсіп және біздің өміріміз, бар. Ол ғана емес, автомобильдер мен батареяларды батареялар болып табылады. сондықтан кез-келген химиялық және азық-түлік өңдеу, әскери зауыттар, тігін фабрикалары және болып табылады.

электролит құрамы, айтпақшы, әр түрлі болып табылады. Осылайша, ол қышқыл мен сілті электролитін бөлуге болады. Олар қасиеттері түбегейлі айырмашылығы: біз айтып кеткендей, қышқылдар протон донорлар, және сілтілік болып - акцепторы. Бірақ уақыт өте келе, зат концентрациясы бөлігінің жоғалуына байланысты электролит құрамы өзгерістер азаяды немесе көбейеді (ол барлық су немесе электролит, жоғалған қандай байланысты).

Әр күні біз олармен бетпе, бірақ өте аз адамдар дәл электролиттер сияқты мерзімге анықтамасын біледі. біз талқылады нақты заттардың мысалдары, сондықтан сәл күрделірек ұғымдарды жылжыту көрейік.

Электролит физикалық қасиеттері

Енді физика туралы. Осы тақырыптың зерттеу түсіну ең бастысы - ағымдағы электролиттердің беріледі. иондары атқарады осы шешуші рөлі. Бұл зарядталған бөлшектер басқа заряд шешу бір бөлігінде қонушы мүмкін. Осылайша, аниондар оң электрод және сипаттамаларына әрқашан бейім - теріс. Осылайша, электр тогы шешу міндетін атқарушы, біз жүйесін қарсы жағына айып бөліңіз.

Мұндай тығыздығы өте қызықты физикалық сипаттамалары. Бұл Талқыланған біздің қосылыстардың көптеген қасиеттерін әсер етеді. Және жиі сұрақ шыға келеді: «? Қалай электролит тығыздығы арттыру» Шын мәнінде, Жауап қарапайым: ол шешу су мазмұнын төмендетуге қажет. электролит тығыздығы негізінен бел бастап күкірт қышқылының тығыздығы, ол негізінен соңғы концентрациясына тәуелді болады. жоспарын іске асыру үшін екі жолы бар. Бірінші өте қарапайым: батарея қамтылған электролит қайнатыңыз. Бұл әрекетті орындау үшін, сіз ішіндегі температура жүз градус Цельсий жоғарыда аздап өсті, сондықтан оны зарядтау қажет. Бұл әдіс жұмыс істемесе, алаңдамаңыз, басқа бар: жай ескі жаңа электролит ауыстыру. Бұл әрекетті орындау үшін, дистилденген суда қалдық күкірт қышқылының ішкі тазалау, содан кейін жаңа бөлігін құйып ескі шешімін ағызып. Әдетте, сапа ерітінділер электролит дереу қажетті концентрациясы мәні бар. ауыстыру кейін электролит тығыздығы көтеруге қалай ұмыта алады.

электролит құрамы негізінен өз қасиеттерін анықтайды. мұндай электр өткізгіштігінің және тығыздығы ретінде сипаттамасы, мысалы, қатты заттың және оның концентрациясы сипатына байланысты. болуы мүмкін қанша батарея электролит жеке мәселе бар. Шын мәнінде, оның көлемі тікелей өнімнің мәлімделген қуаты байланысты. Батареяның ішіндегі көп күкірт қышқылы, ол неғұрлым қуатты, т, сондықтан. E. көп кернеу өндіруге қабілетті.

Қайда ол пайдалы?

Егер сіз энтузиастардың автомобиль немесе автомобильдер ғана мүдделі болса, сіз бәрін өзіңіз түсінесіз болады. Әрине, сіз тіпті батарея электролит қазір қанша анықтау біледі. Егер Сіз қашықтықта көліктен болсаңыз, онда осы заттардың қасиеттерін білу, оларды пайдалану және қалай олар бір-бірімен өзара іс-қимыл артық болмайды. Бұл біле отырып, сіз шатастырып емес тағылмаған, сіз батареяның қандай электролит айтуға сұралады. Егер сіз энтузиастардың автомобиль емеспіз, бірақ сізде бар автомобиль тіпті егер Дегенмен, содан кейін батарея құрылғының білім мүлдем ешқандай зиян болады және сіз жөндеуге көмектеседі. Бұл автокөлік орталығына баруға қарағанда, барлығы өзіңіз істеу әлдеқайда жеңіл және арзан болады.

Ал бұл тақырып туралы толығырақ білу үшін, біз, сіз мектептер мен жоғары оқу орындарына арналған химия оқулығы тексеру ұсынамыз. Сіз сондай-ақ осы ғылым білемін және жеткілікті кітаптар оқып келсе, ең жақсы нұсқа «Химиялық ток көздері» Varypaeva болады. Онда толығырақ батарея өмір тұтас теориясын, батареяларды және сутегі элементтерінің түрлі баяндалған.

қорытынды

Біз соңына келді. Жинақтау. мысалдар, құрылымы теориясы мен қасиеттері, функциялары мен бағдарламалар: біз жоғарыда электролиттердің ретінде ешқандай мұндай нәрсе ретінде, бәрін талқылады. Тағы да, бұл қосылыстар, ол өмір сүре алмайды, онсыз біздің өміріміздің бір бөлігі, біздің дене және өнеркәсіптің барлық салаларында болып айту керек. Сіз қан электролиттер есте? Олардың арқасында біз өмір сүріп. Ал біздің автомобильдер ше? Енді оған электролит тығыздығын арттыру үшін қалай түсінуге ретінде осы білім арқылы біз, батареямен кез келген мәселені шешу мүмкін.

айта, бірақ біз осындай мақсат етіп қойған жоқ, барлық мүмкін емес. Өйткені, ол осы ғажайып заттар туралы әңгімеледі болады деп бәрі емес.