Elektroliti: mifano. muundo na tabia za elektroliti. Nguvu na dhaifu elektroliti

Elektroliti ni kemikali inajulikana tangu zamani. Hata hivyo, maeneo mengi ya maombi yao, kuwa alishinda hivi karibuni. Sisi kujadili kipaumbele kwa ajili ya sekta ya matumizi ya vitu hivi na tutakuwa kuelewa kwamba siku za nyuma ni sasa, na tofauti na kila mmoja. Lakini kuanza na Kitambo sehemu katika historia.

hadithi

kongwe inayojulikana elektroliti - chumvi na asidi ni wazi hata katika ulimwengu wa kale. Hata hivyo, uelewa wa muundo na tabia za elektroliti imeibuka na kukua kwa muda. Theory michakato hii tolewa tangu 1880, wakati alipofanywa idadi ya uvumbuzi, nadharia kuhusiana na tabia za electrolyte. Kulikuwa na kadhaa quantum kiwango kikubwa katika nadharia za kuelezea taratibu za mahusiano ya elektroliti na maji (kwa hakika tu katika ufumbuzi wao kupata mali kwamba kufanya matumizi yao katika sekta).

Sasa tutaona hasa nadharia kadhaa ambayo na athari kubwa katika maendeleo ya dhana ya elektroliti na mali zao. Hebu tuanze na nadharia ya kawaida na rahisi, ambayo kila mmoja wetu alichukua katika shule.

Arrhenius nadharia ya dissociation electrolytic

Mwaka 1887 Swedish duka la dawa Svante Arrhenius na Russia na Ujerumani duka la dawa Wilhelm Ostwald maendeleo nadharia ya dissociation electrolytic. Hata hivyo, hapa pia, ni si rahisi. Arrhenius yenyewe ilikuwa msaidizi kinachojulikana nadharia ya kimwili ya ufumbuzi ambayo wala kuzingatia mwingiliano wa vipengele wa dutu na maji na kudai kwamba kuna ni bure chembe kushtakiwa (ions) katika ufumbuzi. Kwa njia, kutoka nafasi hiyo leo kuzingatia dissociation electrolytic la shule.

Sisi majadiliano yote sawa ambayo inafanya nadharia na jinsi anaelezea mfumo wa mahusiano ya vitu na maji. Kama na kazi nyingine yoyote, ina postulates kadhaa ambayo inatumia:

1. Kwenye majibu ya maji na mali disintegrates katika ions (chanya - na hasi kataioni - anion). chembe hizi ni wanakabiliwa na taratibu wao kuvutia molekuli ya maji ambayo, kwa bahati, ni kushtakiwa kwa upande mmoja vyema na kwa upande mwingine - hasi (dipole sumu) na kuunda katika aqua complexes (solvates).

2. mchakato dissociation kurudishwa - yaani kama Dutu umegawanyika katika ions, chini ya ushawishi wa sababu yoyote, inaweza tena kuwa chanzo.

3. Kama electrodes connect kwa ufumbuzi na kuruhusu sasa, cations itaanza kuhamia electrode hasi - cathode na anions kwa chaji chanya - anode. Hii ndiyo sababu vitu ni urahisi mumunyifu katika maji, kupitisha umeme bora kuliko maji yenyewe. Kwa sababu hiyo hiyo wao ni kuitwa elektroliti.

4. shahada ya dissociation ya electrolyte ni sifa ya asilimia Dutu wanakabiliwa na kuvunjwa. Kiwango hiki inategemea kutengenezea na tabia za solute, mkusanyiko wa mwisho na joto ya nje.

Hapa, kwa kweli, na kanuni zote za msingi wa nadharia hii rahisi. Them tutatumia katika makala hii kwa maelezo ya kinachoendelea katika ufumbuzi electrolyte. Mifano ya misombo hizi Hebu kuchunguza baadaye kidogo, na sasa hebu fikiria nadharia nyingine.

Theory asidi na besi Lewis

Kwa mujibu wa nadharia ya dissociation electrolytic, asidi - Dutu sasa katika ufumbuzi ambao hidrojeni kataioni na msingi - kiwanja hutengana ukiwa suluhisho la anion hidroksidi. Kuna nadharia nyingine, jina lake baada ya mwanakemia maarufu Gilbert Lewis. Ni utapata kupanua dhana ya asidi kadhaa na besi. Kwa mujibu wa nadharia Lewis, asidi - ni ioni au molekiuli za dutu ambazo zina bure elektroni orbitals na wana uwezo wa kukubali elektroni kutoka molekuli nyingine. Rahisi nadhani kwamba besi ni wale chembe kuwa ni uwezo wa kutoa moja au zaidi ya elektroni wake wa "kutumia" asidi. Ni jambo la kuvutia hapa ni kwamba asidi au besi inaweza kuwa si tu electrolyte lakini pia dutu yoyote kwamba hata hakuna katika maji.

Protolytic nadharia Brendsteda Lowry

Mwaka 1923, kujitegemea ya kila mmoja, wanasayansi mbili - J. na T. Lowry Bronsted -predlozhili nadharia, ambayo sasa kikamilifu kutumiwa na wanasayansi kuelezea taratibu kemikali. kiini cha nadharia hii ni kuwa dissociation ya maana inakuja chini ya uhamisho protoni na msingi asidi. Hivyo, mwisho Inaeleweka hapa kama protoni ya kukubali. Kisha asidi ni wafadhili wao. nadharia pia anaelezea kuwepo kwa vitu vizuri kwamba maonyesho mali na asidi na besi. misombo kama hizi zinaitwa amphoteric. Kwa nadharia Bronsted-Lowry kwa muhula wao pia inatumika ampholytes, ambapo asidi au besi inayoitwa kwa kawaida protoliths.

Tumekuja sehemu inayofuata. Hapa tutaweza kuonyesha nini tofauti nguvu na dhaifu elektroliti, na kujadili athari za mambo ya nje na sifa zao. Na kisha kuendelea na maelezo ya maombi yao kwa vitendo.

Nguvu na dhaifu elektroliti

Kila Dutu humenyuka kwa maji peke yake. Baadhi kufuta vizuri (kwa mfano, sodium chloride), na baadhi si kufuta (kwa mfano, chaki). Hivyo, vitu yote ni kugawanywa katika elektroliti nguvu na dhaifu. mwisho ni dutu zinazoweza kuingiliana vibaya kwa maji na zilizoingia chini ya ufumbuzi. Hii ina maana kwamba wana shahada ndogo sana ya dissociation na dhamana ya juu ya nishati, ambayo inaruhusu molekuli disintegrate katika sehemu ioni yake chini ya hali ya kawaida. Dissociation elektroliti dhaifu hutokea ama polepole au kwa kuongeza joto na mkusanyiko wa dutu katika ufumbuzi.

Majadiliano juu ya electrolyte imara. Hizi ni pamoja na chumvi mumunyifu yote, ikiwa ni pamoja na asidi kali na alkali. Wao ni rahisi kuvunja chini katika ioni na ni vigumu sana kukusanya yao katika mvua. sasa katika electrolyte, kwa bahati, unafanywa kutokana na ioni zilizomo katika ufumbuzi. Kwa hiyo, bora conductive elektroliti nguvu. Mifano ya mwisho: asidi kali, alkali, mumunyifu chumvi.

Mambo yanayoathiri tabia ya elektroliti

Sasa kuangalia jinsi mabadiliko huathiri mazingira ya nje ya juu ya vitu vyenye. mkusanyiko huathiri moja kwa moja kiasi cha dissociation ya electrolyte. Zaidi ya hayo, uhusiano huu inaweza kuwa walionyesha kupitia hesabu. sheria inayoelezea uhusiano huu, aitwaye sheria ya dilution ya Ostwald na imeandikwa kama: a = (K / c) 1/2. Hapa, - ni kiwango cha dissociation (kuchukuliwa kama sehemu), K - dissociation mara kwa mara, tofauti kwa kila dutu, na kwa - electrolyte mkusanyiko katika ufumbuzi. Kwa mujibu wa formula hii, unaweza kujifunza mengi kuhusu jambo na tabia yake katika ufumbuzi.

Lakini wameacha kushirikiana na mada. mkusanyiko zaidi juu kiasi cha dissociation ya electrolyte pia huathiri joto. Kwa vitu zaidi kuongeza inaongeza umumunyifu na reactivity. Hii inaweza kueleza tukio la athari fulani tu katika joto muinuko. Katika hali ya kawaida, ni ama polepole sana, au katika pande zote mbili (mchakato hii inaitwa kubadilishwa).

Sisi kuchunguza mambo ambayo kuamua tabia ya mfumo kama vile ufumbuzi electrolyte. Sasa tuna kuendelea na matumizi halisi ya hizi, bila shaka, muhimu sana dutu za kemikali.

maombi ya viwanda

Bila shaka, kila mtu ana habari ya neno "electrolyte" kama kutumika kwa betri. Katika gari kwa kutumia betri risasi-asidi, electrolyte ambao hufanya kazi ya asidi asilimia 40 sulfuriki. Kuelewa kwa nini kuna unachohitaji ni dutu muhimu kuelewa sifa za betri.

Hivyo ndivyo kanuni ya uendeshaji wa betri yoyote? Katika majibu kubadilishwa ambayo hufanyika uongofu wa dutu moja katika mwingine, kwa sababu ya ambayo elektroni ni huru. Wakati mwingiliano betri malipo hutokea vitu, ambayo ni vigumu katika hali ya kawaida. Hii inaweza kuwakilishwa kama mkusanyiko wa nguvu katika nyenzo kutokana na kemikali. Wakati wa kutoa mabadiliko reverse huanza, kupunguza mfumo kwa hali yake ya awali. Michakato hii mbili pamoja kuanzisha moja malipo-kutokwa mzunguko.

Fikiria mchakato yaliyotangulia ni maalum mfano - betri risasi-asidi. Kama ilivyo rahisi kubahatisha, chanzo sasa lina kipengele, inahusu kuongoza (diokisd risasi na PbO ₂₎ na asidi. betri yoyote lina electrodes na nafasi kati yao kujazwa na tu electrolyte. Kama mwisho, kama tumeona, katika mfano huu anatumia sulfuriki mkusanyiko wa asilimia 40. cathode ya betri alifanya kutoka dioxide risasi, anode ni wa maandishi kuongoza safi. Hii yote ni kwa sababu hizi electrodes mbili tofauti kutokea athari kubadilishwa kuwashirikisha ioni walio asidi dissociated:

1. PbO ₂ + SO ₄ ^{2- + 4H + + 2e - =} PbSO ₄ + 2H ₂ O (majibu kutokea katika electrode hasi - cathode).
2. Pb + SO ₄ ^{2- -} 2e - = PbSO ₄ (majibu kutokea katika electrode chanya - anode).

Ukisoma majibu kutoka kushoto kwenda kulia - pata michakato yanayotokea wakati wa utekelezaji wa betri, na kama haki - katika malipo. Kila kemikali sasa chanzo ya athari hizo ni tofauti, lakini utaratibu wa tukio yao kwa ujumla inaeleza sawa: kuna michakato mbili, moja ambayo elektroni ni "kufyonzwa" na nyingine, kinyume chake, "kwenda." Jambo muhimu zaidi ni kwamba idadi ya elektroni kufyonzwa sawa na idadi kuchapishwa.

Kwa kweli, badala ya betri, kuna maombi mengi ya dutu hizi. Kwa ujumla, elektroliti, mifano ambayo sisi kutolewa, - ni tu nafaka ya aina ya dutu kwamba ni umoja chini ya neno hili. Wao Surround yetu kila mahali, kila mahali. Kwa mfano, mwili wa binadamu. Je, unafikiri hakuna vitu kama? vibaya sana. Wao hupatikana kila mahali katika sisi na ni idadi kubwa ya elektroliti damu. Hizi ni pamoja na, kwa mfano, ions chuma, ambayo ni sehemu ya damu na husaidia usafiri oksijeni kwenye tishu za mwili wetu. elektroliti damu pia jukumu muhimu katika udhibiti wa usawa maji chumvi na kazi ya moyo. kazi ni kazi kwa ions potasiamu na sodium (kuna hata mchakato ambao hutokea katika seli ambazo ni jina lake potassium-sodium pampu).

Dutu yoyote ambayo una uwezo wa kufuta angalau kidogo - elektroliti. Na hakuna viwanda na maisha yetu, popote kama ombi. Si tu betri katika magari na betri. Je, kuna yoyote kemikali na chakula usindikaji, viwanda kijeshi, viwanda vya nguo na kadhalika.

electrolyte utungaji, kwa njia, ni tofauti. Hivyo, inawezekana kutenga asidi na alkali electrolyte. Tofauti ya kimsingi katika mali zao; kama tulivyosema, asidi ni wafadhili protoni, na alkali - vikubalio. Lakini baada ya muda, mabadiliko electrolyte utungaji kutokana na upungufu wa sehemu ya dutu mkusanyiko ama itapungua au kuongezeka (ni wote unategemea nini hupotea, maji au electrolyte).

Kila siku sisi ni wanakabiliwa na yao, lakini watu wachache sana kujua hasa ufafanuzi wa neno kama vile elektroliti. Mifano ya vitu maalum sisi kujadiliwa, hivyo hebu hoja na dhana kidogo ngumu zaidi.

tabia za kimaumbile ya elektroliti

Sasa kuhusu fizikia. jambo muhimu sana kuelewa katika utafiti wa mada hii - sasa ni kupita kwa elektroliti. Jukumu maamuzi katika hili alicheza kwa ions. chembe hizi kushtakiwa inaweza kuhama kutoka sehemu moja ya malipo ufumbuzi kwa mwingine. Hivyo, anions huwa daima electrode chanya na cations - kwa hasi. Hivyo, na kaimu umeme ufumbuzi wa sasa, sisi kugawanya mashtaka kwa kutafautisha ya mfumo.

tabia ya kuvutia sana ya kimwili kama vile wiani. Unaathiri mali nyingi ya misombo yetu chini ya majadiliano. Na mara nyingi pops swali: "Jinsi ya kuongeza wiani wa electrolyte" Kwa kweli, jibu ni rahisi: ni muhimu maji maudhui ya ufumbuzi chini. Kwa kuwa wiani wa electrolyte hasa kuamua wiani wa asidi sulfuriki, ni kwa kiasi kikubwa inategemea mkusanyiko wa mwisho. Kuna njia mbili za kutekeleza mpango. kwanza ni rahisi sana: kuchemsha electrolyte zilizomo katika betri. Ili kufanya hivyo, unahitaji malipo yake ili joto ndani ya umeongezeka kidogo juu ya daraja mia moja Celsius. Kama njia hii haina kazi, usiwe na wasiwasi, kuna mwingine: tu kuchukua nafasi ya zamani electrolyte mpya. Ili kufanya hivyo, kukimbia ufumbuzi zamani safi insides ya asidi sulfuriki mabaki katika maji distilled, na kisha kumwaga sehemu mpya. Kwa kawaida, ubora wa ufumbuzi electrolyte mara moja na taka thamani umakini. Baada badala unaweza kusahau kuhusu jinsi ya kuongeza wiani wa electrolyte.

electrolyte utungaji kiasi kikubwa huamua tabia yake. Tabia kama vile conductivity umeme na msongamano, kwa mfano, kwa nguvu hutegemea hali ya solute na ukolezi yake. Kuna swali tofauti ya kiasi gani ya electrolyte katika betri inaweza kuwa. Kwa kweli, kiasi yake ni moja kwa moja kuhusiana na uwezo alitangaza ya bidhaa. zaidi asidi sulfuriki ndani betri, hivyo ni nguvu zaidi, t. E. voltage zaidi ni uwezo wa kuzalisha.

Ambapo ni muhimu?

Kama una gari Enthusiast au tu nia magari, wewe kuelewa kila kitu wewe mwenyewe. Hakika wewe hata kujua jinsi ya kuamua jinsi electrolyte sana katika betri sasa. Na kama uko mbali na gari, basi elimu ya juu ya vitu vyenye hizi, matumizi yao na jinsi gani kushirikiana na kila mmoja si kuwa chepesi. Tunajua, wewe si kuchanganyikiwa, utaulizwa kusema nini electrolyte katika betri. Ingawa hata kama wewe si gari na shauku, lakini una gari, kisha elimu ya kifaa betri itakuwa kabisa madhara na itasaidia kwa kukarabati. Itakuwa rahisi zaidi na nafuu ya kufanya kila kitu mwenyewe, kuliko kwenda kwenye kituo cha gari.

Na kujifunza zaidi kuhusu mada hii, tunapendekeza kwamba angalia kemia kiada kwa shule na vyuo vikuu. Kama unajua sayansi hii vizuri na kusoma vitabu vya kutosha, chaguo bora itakuwa "Chemical vyanzo sasa" Varypaeva. Kuna yaliyowekwa kwa kina nadharia nzima ya maisha ya betri, aina ya betri na mambo hidrojeni.

hitimisho

Sisi umefika mwisho. Hebu jumla juu. Zaidi ya sisi kujadiliwa kila kitu, kama hakuna kitu kama elektroliti: mifano, nadharia ya muundo na mali, kazi na programu. Kwa mara nyingine tena, ni lazima kuwa alisema kwamba misombo haya ni sehemu ya maisha yetu, bila ambayo hawakuweza kuwepo, mwili wetu na maeneo yote ya sekta. Unakumbuka elektroliti damu? Shukrani kwao tunaishi. Na nini kuhusu magari yetu? Na maarifa haya tunaweza kurekebisha tatizo lolote na betri, kama sasa kuelewa jinsi ya kuongeza wiani wa electrolyte ndani yake.

All hatuwezi kujua, lakini hatukuwa kuweka lengo hilo. Baada ya yote, siyo wote wanaweza kuwa habari kuhusu vitu haya ya ajabu.