Elektrolitlar: misollar. tarkibi va elektrolitlar xususiyatlari. Kuchli va kuchsiz elektrolitlar

Elektrolitlar qadim zamonlardan beri ma'lum kimyoviy moddalar bor. Biroq, ularni qo'llash juda ko'p joylarida, ular yaqinda qo'lga kiritdi. Biz sanoati uchun bu moddalarning foydalanish birinchi o'ringa muhokama qiladi va biz o'tgan hozirgi ekanligini tushunish kerak, va bir-biridan farq qiladi. Lekin, biz tarixi bir Mavzu tashqariga chiqqanimda bilan boshlanadi.

hikoya

ma'lum bo'lgan eng qadimgi elektrolitlar - tuzlar va kislotalar, hatto qadimgi dunyoda ochiq. Biroq, tuzilishi va elektrolitlar xususiyatlari tushunish vaqt davomida rivojlangan. Nazariya bu jarayonlar u kashfiyotlar, elektrolit xususiyatlari bilan bog'liq nazariyalar bir qator bo'lganida, 1880 yildan beri rivojlangan. (Ular sanoatda ularning foydalanish xususiyatlarini sotib faqat yechim bilan aslida) suv bilan elektrolitlar o'zaro mexanizmlarini tasvirlab nazariyalar necha kvant sakrayotgani bor edi.

aniq elektrolitlar va ularning xossalarini tushunchalar rivojlantirish bo'yicha eng katta ta'sir ko'rsatdi, bir necha nazariyalar endi ko'ramiz bo'ladi. biz har bir maktabda oldi, deb ning, eng keng tarqalgan va oddiy nazariyasi bilan yarataylik.

Elektrolitik dissotsiatsiyasi Arrhenius nazariyasi

1887-yilda shved kimyogari Svante Arrhenius va rus-german kimyogar Vilgelm Ostwald Elektrolitik tarqoqlik nazariyasini ishlab chiqdi. Biroq, bu erda ham, u juda oddiy emas. Arrhenius o'zi hisobga suv bilan moddaning tarkibiy qismlari o'zaro hamkorligini tutmang yechimlari jismoniy nazariyasi deb atalmish tarafdori edi va eritmada erkin zaryadlangan zarralar (ionlar) bor, deb da'vo. Aytgancha, bu kabi joylarda bugun maktab elektrolitik alohida ko'rib chiqilmoqda.

Biz nazariyani qiladi, hamma bir xil gapirish va suv bilan moddalarning o'zaro hamkorlik mexanizmini tushuntiradi qanday. boshqa har qanday ish kabi, u foydalanadi, deb bir necha postulat ega:

(- va salbiy katyonun - anyon ijobiy) moddalar bilan suv reaktsiya 1. ionlari kirib parchalanadi. Aqua komplekslar (solvatlar) shakllanayotgan salbiy (hosil dipol) - bu zarralar ular, darvoqe, ijobiy va boshqa bir tomondan yechiladi suv molekulalari jalb gidratatsiyasi duchor etiladi.

modda ionlar bo'linadi bo'lsa har qanday omil ta'siri ostida, yana bir manbai bo'lishi mumkin, masalan, - 2. bo'linish jarayoni qaytar.

hal qilish uchun ulanish elektrodlar va joriy qilaylik 3. bo'lsa, kationlar salbiy elektrod ko'chib o'tishga boshlanadi - anod - musbat zaryadlangan katod va anionlar. moddalar, suvda tez eriydi, suv o'zi ham yaxshiroq elektr o'tkazish, shuning uchun. Shu sababdan ular elektrolitlar deyiladi.

4. tarqoqlik darajasi elektrolit tarqatib yuborish duchor foiz modda xarakterlaydi. Bu raqam, erituvchi va eruvchan, ikkinchisi kontsentratsiyasi va tashqi harorat xususiyatlari bog'liq.

Bu erda, aslida, bu oddiy nazariyasi barcha asosiy tamoyillari ham. Ularni biz elektrolit eritmasiga nima bo'layotganini bir ta'rifi bu maqolada foydalanadi. Ushbu moddalar namunalari, AQSh, keyinchalik bir oz ko'rib chiqamiz, va endi bizga yana bir nazariyani ko'rib chiqaylik.

Nazariyasi kislotalar va Lyuis asoslari

Murakkab bir gidroksid ion uchun eritmada parchalab, - kimning vodorod katyon va tayanch bir yechim mavjud bir modda - elektrolit tarqoqlik, kislota nazariyasiga ko'ra. mashhur kimyogar Gilbert Lyuis nomidagi boshqa nazariyasi bor. Bu siz bir necha kislota va asos tushunchasini kengaytirish imkonini beradi. Lyuis nazariyasiga ko'ra, kislota - ionlari bo'ladi bepul elektron Orbital bor va yana bir molekulasi bir elektronni qabul qilish ega bo'lgan moddalar yoki molekulalar. Easy asoslari "foydalanish" kislotasi o'z elektronlar bir yoki bir necha berishga qodir bo'lgan zarralar bo'ladi deb taxmin qilish. Bu kislota yoki asos elektrolit balki suvda ham qiyin, har qanday modda nafaqat bo'lishi mumkin, deb bu yerda qiziq.

Protolytic nazariyasi Brendsteda Lowry

1923-yilda, bir-biridan mustaqil ikki olim - J. va T. Lowry Bronsted -predlozhili nazariyasi, endi faol olimlar tomonidan ishlatiladi kimyoviy jarayonlari bayon qilish uchun. Bu nazariya mohiyati ma'no ajratish kislotasi bazasidan bir proton o'tkazish uchun pastga keladi, deb. Shunday qilib, ikkinchi bir proton qabul qilib, bu erda tushuniladi. So'ngra kislota o'z donor hisoblanadi. nazariya ham xususiyatlarini va kislotalar va bazlar namoyish yaxshi moddalar mavjudligini bayon qiladi. Bunday moddalar, amfoterik deyiladi. ularning muddatga-Lowry Bronsted nazariyasi ham kislota yoki asos, tez-tez, deb nomlangan protoliths Holbuki ampholytes, amal qiladi.

Biz keyingi bo'limga keldik. Bu erda biz sizga nima turli kuchli va kuchsiz elektrolitlar ko'rsatish va ularning xususiyatlari tashqi omillar ta'sirini muhokama olaman. Va keyin ularning amaliy qo'llash ta'rifi uchun Davom etish.

Kuchli va kuchsiz elektrolitlar

Har bir modda yolg'iz suv bilan reaksiyaga. Ba'zi yaxshi (masalan, natriy xlorid) uni tarqatib, va ba'zi (masalan, bo'r) tarqatib emas. Shunday qilib, barcha moddalar, kuchli va kuchsiz elektrolitlar bo'linadi. ikkinchisi suv bilan yomon ta'sir o'tkazish va hal pastki cho'kmalar moddalardir. Bu ular molekulasi normal sharoitlarda uning tarkibiy ionlari ichiga ajrala beradi tarqoqlik juda past darajasini va yuqori energiya rishtalarini, degan ma'noni anglatadi. Zaif elektrolitlar ajralmaslikka ham asta-sekin yoki harorat va eritmada moddalar kontsentratsiyasini oshirish bilan sodir bo'ladi.

kuchli elektrolit haqida gapiring. Bu barcha eruvchan tuzlari, shuningdek kuchli kislota va ishqorlar o'z ichiga oladi. Ular ionlarning ichiga yiqitish oson va yog'ingarchilik ularni to'plash uchun juda qiyin. Elektrolitlar joriy, darvoqe, eritma tarkibidagi ionlar tufayli amalga oshiriladi. Shuning uchun, eng yaxshi, Supero'tkazuvchilar kuchli elektrolitlar. Ikkinchi misollar: kuchli kislotalar, ishqorlar, eriydigan tuz.

elektrolitlar xatti ta'sir qiluvchi omillar

Endi o'zgarishi tashqi atrof-muhit qanday ta'sir nazar moddalar xususiyatlari. konsentratsiyasi bevosita elektrolit tarqoqlik darajasini ta'sir qiladi. Bundan tashqari, bu munosabatlar matematik ifodalanishi mumkin. Bu munosabatlar bayon qonun, Ostwald suyultirish qonunini deb nomlangan va yoziladi: A = (K / c) 1/2. Bu erda, a - (kasr sifatida qabul) tarqoqlik darajasi hisoblanadi, K - alohida Sobit, har bir modda uchun turli, va bilan - hal elektrolitlar konsentratsiyasiga. Bu formuladan, siz materiya va eritmada uning xatti haqida ko'p narsalarni bilib olishingiz mumkin.

Lekin, biz mavzu adashgan. Elektrolitlar tarqoqlik darajasiga yanada konsentratsiyasi ham harorat ta'sir qiladi. eng moddalar uchun o'lchamlari va reaktivite oshiradi oshirish. Bu faqat yuqori haroratda ma'lum reaktsiyalar yuzaga tushuntirishi mumkin. normal sharoitda, ular juda sekin yo, yoki har ikki yo'nalishda ham (bu jarayon qaytar deb ataladi).

Biz bunday elektrolit eritma sifatida tizimi xatti aniqlash omillar ko'rib chiqildi. Endi biz shubhasiz, juda muhim kimyoviy moddalar holda, bu amaliy dastur uchun harakat.

sanoat dastur

batareyalar uchun qo'llaniladigan Albatta, har bir so'zi "elektrolitlar" eshitdi. qo'rg'oshinli akkumulyatorlar yordamida Avtomobilda elektrolitlar bo'lgan 40 foiz sulfat kislota rolini bajaradi. sizga kerakli bo'lgan barcha modda batareyaning xususiyatlarini tushunish uchun zarur bor nima uchun tushunish uchun.

Shunday qilib, har qanday batareya foydalanishga tamoyili nima? elektronlar ozod bo'lgan natijasida, boshqa bir moddaning ishlanishiga joylashtirish oladi qaytar reaktsiya yilda. Batareya zaryadlash o'zaro normal sharoitda iloji yo'q moddalarni, sodir bo'lsa. Bu kimyoviy reaktsiya natijasida material hokimiyat jamg'arish sifatida ko'rsatish mumkin. teskari o'zgarishlarni tushirish paytida uning boshlang'ich holatiga tizimi kamaytirish, boshlanadi. Bu ikki jarayonlar birgalikda bir zaryad-chiqarish tsikli tashkil etadi.

qo'rg'oshinli batareya - o'tgan jarayonini ko'rib chiqaylik muayyan misoldir. Bu taxmin qilish oson bo'lgani kabi, joriy manbai, bir o'q (diokisd qo'rg'oshin va PBO ₂₎ va kislota tashkil topgan, bir element iborat. Har qanday batareya elektrodlari va faqat elektrolit bilan to'ldiriladi ular orasida bo'sh joy iborat. Ikkinchi bo'lib, biz ko'rgan kabi, bu misolda 40 foiz sulfat kislota kontsentratsiyasi foydalanadi. qo'rg'oshin angidrid yasalgan batareyaning katod, anod sof qo'rg'oshin amalga oshiriladi. Bu ikki xil elektrodlarni ayrışmış kislotasi bo'lgan ionlar o'z ichiga olgan ikki tomonlama reaktsiyalarni yuzaga chunki barcha bu:

1. PBO ₂ + SO ^{2- + 4H + + 2e} ₄ ^{- =} PbSO ₄ + 2H ₂ O (salbiy elektrod da sodir bo'lgan reaktsiya - katod).
2. Pb + SO ^2- ₄ ^- 2e - = PbSO ₄ (ijobiy elektrod da sodir bo'lgan reaktsiya - anod).

chapdan o'ngga Agar reaksiyaga o'qisangiz - batareya to'lash paytida yuzaga kelgan jarayonlar olish, va agar to'g'ri - bir haq. Har bir kimyoviy joriy manbai Bu reaktsiyalar farq qiladi, lekin umuman ularning yuzaga mexanizmi bir xil ta'riflaydi: elektronlar "so'riladi" qilingan biri ikki jarayonlar, mavjud va boshqa, aksincha, "o'ting." Eng muhimi, so'riladi elektronlar soni chop soniga teng bo'ladi.

Aslida, batareyalar bilan bir qatorda, bu moddalarning ko'p ilovalar mavjud. Biz bergan umumiy, elektrolitlar, misollarda, - bu muddat ostida birlashtirilgan moddalarning turli faqat don hisoblanadi. Ular hamma joyda, hamma joyda bizni o'rab. Misol uchun, inson tanasi. Agar bunday moddalar bor deb o'ylaysizmi? Juda noto'g'ri. Ular hamma joyda bizga topilgan va qon elektrolitlar eng ko'p tashkil etiladi. Bu, gemoglobin tarkibiga kiruvchi va tana to'qimalariga transport kislorod yordam beradi, masalan, temir ionlari, o'z ichiga oladi. Qon elektrolitlar ham suv-tuz balansini tartibga solish va yurak faoliyatida muhim rol o'ynaydi. Ushbu funktsiya (kaliy-natriy nasos nomlangan hujayralar uchraydi bir jarayon ham bor) kaliy ionlari va natriy tomonidan amalga oshiriladi.

Agar qodir Har qanday modda kamida bir oz eritish uchun - elektrolitlar. Ular qo'llaniladi qaerda va hech sanoati va hayotimizni bor. Bu avtomobillar va batareyalar bilan emas, balki faqat batareya bo'ladi. shunday qilib, har qanday kimyoviy va oziq-ovqat ishlov berish, harbiy zavodlar, tikuvchilik fabrikalari va bo'ladi.

elektrolit tarkibi, aytmoqchi, farq qiladi. Shunday qilib, kislota va ishqoriy elektrolitlar ajratish mumkin. Ular xususiyatlari tubdan farq: biz aytgan kabi, kislotalar proton donorlar va ishqor bo'lgan - Qabul. Ammo vaqt o'tib, tufayli modda ham kamayadi xamda yoki ortadi (barcha yo'qoladi nima, suv va elektrolitlar bog'liq) bir qismi yo'qolishi uchun elektrolit tarkibi o'zgaradi.

Har kuni biz ular bilan to'qnash, lekin juda oz kishi elektrolitlar kabi bir muddat aniq ta'rifini bilish etiladi. Biz muhokama maxsus moddalar misollar, shuning uchun uning bir oz ko'proq murakkab tushunchalar ko'chib qilaylik.

elektrolitlar jismoniy xususiyatlari

Endi fizikasi haqida. Eng muhimi, bu mavzu o'rganishga tushunish - joriy elektrolitlar uchun uzatiladi. ionlari bilan o'ynadi, bu hal qiluvchi roli. Bu zaryadlangan zarralar boshqasiga haq hal bir qismi ko'chib mumkin. Shunday qilib, anion ijobiy elektrod va kationlarining har doim moyil - salbiy. Shunday qilib, elektr hal bajaruvchi tomonidan, biz tizimi qarama-qarshi tomondan ayblovlarni ajratish.

Bunday zichlik kabi juda qiziqarli jismoniy xususiyatlari. Bu muhokama ostida bizning birikmalar ko'p xususiyatlarini ta'sir qiladi. Va tez-tez savol chiqadi: "? Qanday qilib elektrolit zichligini oshirish" Aslida, javob oddiy: u eritma suv mazmunini kamaytirishi kerak bo'ladi. elektrolitlar asosan aniqlanadi zichligi yildan sulfat kislota zichligi, u asosan final miqdoriga bog'liq bo'ladi. rejasini amalga oshirish uchun ikki yo'l bor. birinchi juda oddiy: batareya mavjud elektrolitlar qaynatiladi. Buning uchun, siz ichidagi harorat yuz daraja Selsiy oz ko'tarildi, shunda u zaryad qilish kerak. shunchaki eski, yangi elektrolitlar o'rniga: bu usul ishlamasa, boshqa bor, Xavotir olmang. Buning uchun, distillangan suvda qoldiq sulfat kislota ichi tozalash, so'ngra yangi qismini to'kib eski hal to'kib tashlang. Odatda, sifat elektrolitlar probirkaga darhol kerakli kontsentratsion qiymatiga ega. almashish, keyin elektrolit zichligi oshirish haqida unutish mumkin.

elektrolit tarkibi asosan uning xususiyatlarini belgilaydi. Bunday elektr o'tkazuvchanlik va zichligi kabi xususiyatlari, masalan, kuchli eruvchan va uning kontsentratsiyasi tabiatiga bog'liq. bo'lishi mumkin, qanday qilib elektrolit ko'p batareya ham alohida savol bor. Aslida, uning hajmi bevosita mahsulot e'lon quvvati bilan bog'liq. batareyaning ichki ko'proq sulfat kislota, u ko'proq kuchli, shuning uchun, t. E. ko'proq kuchlanish ishlab chiqarish quvvatiga ega.

Qani u foydalidir?

Agar ishqibozimi yoki mashinada faqat manfaatdor bo'lsa, siz hamma narsani o'zingizni tushunadi. Albatta, sen ham batareya ko'p elektrolit endi qanday qilib aniqlash uchun qanday bilaman. Agar yuz avtomobil bo'lsangiz, bas, ular bir-birlari bilan o'zaro bu moddalar, ularning foydalanish va qanday xususiyatlari bilim ortiqcha bo'lmaydi. Bu bilish, siz aytish talab qilinadi, aralashtirib yo'q nima batareya elektrolitlar. Agar ishqibozimi emasmiz, lekin siz bir mashina bo'lsa ham-da, so'ng batareya qurilma bilim, albatta, hech zarari bo'ladi va siz rekonstruksiya qilish uchun yordam beradi. Bu avtomobil markaziga borish uchun emas, o'zingizni har bir narsani qilish uchun ancha oson va arzon bo'ladi.

Va bu mavzu haqida ko'proq bilib olish uchun, biz sizga maktab va oliy o'quv yurtlari uchun kimyo darsligini nazorat qilishingizni tavsiya qilamiz. Agar bu fanni yaxshi bilaman va etarli kitoblarni o'qib bo'lsa, eng yaxshi variant Varypaeva "Kimyo joriy manbalari" bo'ladi. batafsil batareya hayoti, batareyalar va vodorod elementlari turli butun nazariyasi bor chiqib belgilanadi.

xulosa

Biz nihoyasiga uchun keldim. ning sarhisob qilaylik. misollar, tuzilishi nazariyasi va xususiyatlari, vazifalari va ilovalar: biz elektrolitlar kabi hech narsa kabi, har bir narsani, muhokama yuqorida. Yana bir bor, ushbu moddalar u mavjud emas edi, qaysi holda hayotimizning, bizning tana va sanoatning barcha sohalarida bir qismi, deb aytish kerak. Siz qon elektrolitlar esda? Biz yashayotgan, ularga rahmat. Va nima avtomobillari haqida? Endi unda elektrolit zichligi oshirish uchun qanday tushunish kabi, bu bilim bilan biz, batareya bilan har qanday muammoni hal mumkin.

Barcha imkonsiz aytib, ammo biz bunday maqsad yo'q edi. Axir, bu ajoyib moddalar haqida aytib mumkin, deb hammasi emas.