Ambazo ziko katika usawa wa nguvu na molekuli zisizohusishwa. Elektroliti dhaifu ni pamoja na asidi nyingi za kikaboni na besi nyingi za kikaboni katika miyeyusho yenye maji na isiyo na maji.
Elektroliti dhaifu ni:
- karibu asidi zote za kikaboni na maji;
- baadhi asidi isokaboni: HF, HClO, HClO 2, HNO 2, HCN, H 2 S, HBrO, H 3 PO 4, H 2 CO 3, H 2 SiO 3, H 2 SO 3, nk.;
- baadhi ya hidroksidi za chuma ambazo hazijayeyuka vizuri: Fe(OH) 3, Zn(OH) 2, nk.; pamoja na hidroksidi ya ammoniamu NH 4 OH.
Fasihi
- M. I. Ravich-Sherbo. V.V. Novikov "Kemia ya Kimwili na ya pamoja" M: shule ya kuhitimu, 1975
Wikimedia Foundation. 2010.
Tazama "elektroliti dhaifu" ni nini katika kamusi zingine:
elektroliti dhaifu- - elektroliti ambazo hujitenga kidogo kuwa ayoni katika miyeyusho yenye maji. Mchakato wa kutengana elektroliti dhaifu inabadilishwa na inatii sheria ya hatua ya watu wengi. kemia ya jumla: kitabu cha maandishi / A. V. Zholnin ... Masharti ya kemikali
Dutu zilizo na conductivity ya ionic; Wanaitwa waendeshaji wa aina ya pili; kifungu cha sasa kupitia kwao kinaambatana na uhamishaji wa jambo. Electrolyte ni pamoja na chumvi iliyoyeyuka, oksidi au hidroksidi, na pia (ambayo hutokea kwa kiasi kikubwa ... ... Encyclopedia ya Collier
Kwa maana pana, mifumo ya kioevu au imara ambayo ioni ziko katika mkusanyiko unaoonekana, na kusababisha kifungu cha umeme kupitia kwao. sasa (conductivity ionic); kwa maana finyu, katika va, ambayo hutengana katika p re ndani ya ioni. Wakati wa kufuta E....... Ensaiklopidia ya kimwili
Electrolytes- kioevu au vitu vikali ambavyo, kama matokeo ya kutengana kwa electrolytic, ions huundwa katika mkusanyiko wowote unaoonekana, na kusababisha kifungu cha sasa cha umeme cha moja kwa moja. Electrolytes katika suluhisho ... ... Kamusi ya Encyclopedic ya Metallurgy
Katika va, ambayo ioni ziko katika viwango vinavyoonekana, na kusababisha kifungu cha umeme. sasa (conductivity ionic). E. pia huitwa. makondakta wa aina ya pili. Katika maana finyu ya neno, E. in va, molekuli ambazo ziko katika p re kutokana na electrolytic ...... Ensaiklopidia ya kemikali
- (kutoka Electro... na lytos za Kigiriki zilizoharibika, mumunyifu) vitu vya kioevu au imara na mifumo ambayo ioni ziko katika mkusanyiko wowote unaoonekana, na kusababisha kifungu cha sasa cha umeme. Kwa maana finyu, E....... Encyclopedia kubwa ya Soviet
Neno hili lina maana zingine, angalia Kujitenga. Kutengana kwa elektroliti ni mchakato wa kuvunjika kwa elektroliti kuwa ioni inapoyeyuka au kuyeyuka. Yaliyomo 1 Kutengana katika suluhisho 2 ... Wikipedia
Electrolyte ni dutu ambayo kuyeyuka au ufumbuzi hufanya umeme kutokana na kujitenga katika ions, lakini dutu yenyewe haifanyi sasa umeme. Mifano ya elektroliti ni miyeyusho ya asidi, chumvi na besi.... ... Wikipedia
Electroliti ni neno la kemikali linaloashiria dutu ambayo kuyeyuka au kuyeyuka hupitisha mkondo wa umeme kwa sababu ya kutengana katika ayoni. Mifano ya elektroliti ni pamoja na asidi, chumvi na besi. Electrolytes ni makondakta wa aina ya pili, ... ... Wikipedia
Kupima kiwango cha kutengana kwa elektroliti mbalimbali kulionyesha kuwa elektroliti za mtu binafsi katika mkusanyiko sawa wa miyeyusho hujitenga katika ioni tofauti sana.
Tofauti katika kiwango cha kujitenga kwa asidi ni kubwa sana. Kwa mfano, nitrojeni na asidi hidrokloriki katika 0.1 n. ufumbuzi karibu kabisa kutengana katika ions; kaboni, hydrocyanic na asidi nyingine hutengana chini ya hali sawa tu kwa kiasi kidogo.
Kati ya besi za mumunyifu katika maji (alkali), hidrati ya oksidi ya ammoniamu haiwezi kutenganishwa kwa urahisi; alkali zingine hutengana vizuri. Chumvi zote, isipokuwa chache, pia hutengana vizuri katika ions.
Tofauti katika kiwango cha kujitenga kwa asidi ya mtu binafsi imedhamiriwa na asili ya dhamana ya valence kati ya atomi zinazounda molekuli zao. Kadiri mshikamano wa polar kati ya hidrojeni na molekuli iliyobaki, inavyokuwa rahisi zaidi kugawanyika, ndivyo asidi itajitenganisha.
Electrolytes ambazo hutengana vizuri katika ions huitwa electrolytes kali, tofauti na electrolytes dhaifu, ambayo huunda idadi ndogo tu ya ions katika ufumbuzi wa maji. Suluhisho za elektroliti zenye nguvu huhifadhi hali ya juu ya umeme hata kwa viwango vya juu sana. Kinyume chake, conductivity ya umeme ya ufumbuzi wa electrolytes dhaifu hupungua kwa kasi na kuongezeka kwa mkusanyiko. Elektroliti kali ni pamoja na asidi kama vile hidrokloriki, nitriki, salfa na zingine, kisha alkali (isipokuwa NH 4 OH) na karibu chumvi zote.
Asidi za polyonic na besi za polyasidi hutengana hatua kwa hatua. Kwa mfano, molekuli za asidi ya sulfuriki kwanza hutengana kulingana na equation
H 2 SO 4 ⇄ H + HSO 4 ‘
au kwa usahihi zaidi:
H 2 SO 4 + H 2 O ⇄ H 3 O + HSO 4 ‘
Uondoaji wa ioni ya pili ya hidrojeni kulingana na equation
HSO 4 ‘ ⇄ H + SO 4 »
au
HSO 4 ' + H 2 O ⇄ H 3 O + SO 4 "
tayari ni ngumu zaidi, kwani inapaswa kushinda mvuto kutoka kwa ioni ya SO 4 iliyochajiwa mara mbili, ambayo, bila shaka, huvutia ioni ya hidrojeni kwa nguvu zaidi kuliko ioni ya HSO 4 iliyochajiwa moja. Kwa hiyo, hatua ya pili ya kujitenga au, kama wanasema, kujitenga kwa sekondari hutokea kwa ndogo zaidishahada kuliko msingi, na ufumbuzi wa kawaida wa asidi ya sulfuriki huwa na idadi ndogo tu ya ions SO 4 "
Asidi ya fosforasi H 3 PO 4 hutengana katika hatua tatu:
H 3 PO 4 ⇄ H + H 2 PO 4 ‘
H2PO4⇄H + HPO 4"
HPO 4 » ⇄ H + PO 4 »’
Molekuli za H 3 PO 4 hujitenga kwa nguvu kuwa H na H 2 PO 4 ' ioni. Ioni za H 2 PO 4 ' hutenda kama asidi dhaifu na hujitenga na kuwa H na HPO 4 ' kwa kiasi kidogo. Ioni za HPO 4 hujitenga kama asidi dhaifu sana na hutoa karibu ioni za H
na P.O. 4"'
Besi zilizo na zaidi ya kikundi kimoja cha haidroksili kwenye molekuli pia hutengana hatua kwa hatua. Kwa mfano:
Ba(OH) 2 ⇄ BaOH + OH’
VaON ⇄ Ba + OH'
Kuhusu chumvi, chumvi za kawaida hujitenga kila wakati kuwa ioni za chuma na mabaki ya asidi. Kwa mfano:
CaCl 2 ⇄ Ca + 2Cl’ Na 2 SO 4 ⇄ 2Na + SO 4 "
Chumvi za asidi, kama asidi ya polybasic, hutengana hatua kwa hatua. Kwa mfano:
NaHCO 3 ⇄ Na + HCO 3 ‘
HCO 3 ‘ ⇄ H + CO 3 »
Hata hivyo, hatua ya pili ni ndogo sana, ili suluhisho la chumvi la asidi lina idadi ndogo tu ya ioni za hidrojeni.
Chumvi za msingi hujitenga katika ioni za msingi na tindikali. Kwa mfano:
Fe(OH)Cl 2 ⇄ FeOH + 2Сl"
Karibu hakuna utengano wa sekondari wa ioni za mabaki ya msingi katika ioni za chuma na hidroksili hutokea.
Katika meza 11 inaonyesha maadili ya nambari ya kiwango cha kujitenga kwa asidi fulani, besi na chumvi katika 0. , 1 n. ufumbuzi.
Inapungua kwa kuongezeka kwa mkusanyiko. Kwa hiyo, katika ufumbuzi uliojilimbikizia sana, hata asidi kali hutenganishwa kwa kiasi kidogo. Kwa
Jedwali 11
Asidi, besi na chumvi katika 0.1 N.ufumbuzi saa 18 °
| Electrolyte | Mfumo | Kiwango cha kujitenga katika% |
| Asidi | ||
| Solyanaya | HCl | 92 |
| Hydrobromic | HBr | 92 |
| Hydroiodide | H.J. | . 92 |
| Naitrojeni | HNO3 | 92 |
| Kisulfuri | H 2 KWA 4 | 58 |
| Kiberiti | H 2 KWA 3 | 34 |
| Fosforasi | H 3PO 4 | 27 |
| Haidrofloriki | HF | 8,5 |
| Siki | CH3COOH | 1,3 |
| Ugolnaya | H 2 CO3 | 0,17 |
| Sulfidi ya hidrojeni | H2S | 0,07 |
| Sinilnaya | HCN | 0,01 |
| Bornaya | H 3 BO 3 | 0,01 |
| Viwanja | ||
| Bariamu hidroksidi | Ba(OH)2 | 92 |
| Caustic potasiamu | con | 89 |
| Hidroksidi ya sodiamu | NaON | 84 |
| Hidroksidi ya amonia | NH4OH | 1,3 |
| Chumvi | ||
| Kloridi | KCl | 86 |
| Kloridi ya amonia | NH4Cl | 85 |
| Kloridi | NaCl | 84 |
| Nitrate | KNO 3 | 83 |
| AgNO3 | 81 | |
| Asidi ya asetiki | NaCH3COO | 79 |
| Kloridi | ZnCl2 | 73 |
| Sulfate | Na 2 SO 4 | 69 |
| Sulfate | ZnSO4 | 40 |
| Sulfate |
Electrolytes ni dutu, aloi za dutu au suluhisho ambazo zina uwezo wa kufanya umeme wa sasa wa galvanic. Inawezekana kuamua ni elektroliti gani ambayo dutu hii ni ya kutumia nadharia ya kutengana kwa elektroliti.
Maagizo
1. Kiini cha nadharia hii ni kwamba inapoyeyuka (kuyeyushwa katika maji), karibu elektroliti zote hutenganishwa kuwa ioni, ambazo zote mbili zina chaji chanya na hasi (ambayo inaitwa kutengana kwa elektroliti). Chini ya ushawishi wa sasa wa umeme, hasi (anions, "-") huenda kuelekea anode (+), na wale walio na chaji chanya (cations, "+") kuelekea cathode (-). Kutengana kwa umeme ni mchakato unaoweza kubadilishwa ( mchakato wa kurudi nyuma inaitwa "molarization").
2. Kiwango cha (a) mtengano wa elektroliti hutegemea asili ya elektroliti yenyewe, kiyeyusho, na ukolezi wao. Hii ni uwiano wa idadi ya molekuli (n) ambazo zimegawanyika katika ioni kwa wote jumla ya nambari molekuli (N) huletwa kwenye suluhisho. Unapata: a = n / N
3. Kwa hivyo, elektroliti zenye nguvu ni vitu ambavyo hutengana kabisa ndani ya ions wakati kufutwa kwa maji. Elektroliti zenye nguvu, kama kawaida, ni pamoja na vitu vilivyo na vifungo vya polar au ionic: hizi ni chumvi ambazo zina mumunyifu sana, asidi kali (HCl, HI, HBr, HClO4, HNO3, H2SO4), pamoja na besi zenye nguvu (KOH, NaOH, RbOH). , Ba (OH)2, CsOH, Sr(OH)2, LiOH, Ca(OH)2). Katika electrolyte yenye nguvu, dutu iliyoyeyushwa ndani yake ni zaidi katika mfumo wa ions (anions na cations); Kwa kweli hakuna molekuli ambazo hazijaunganishwa.
4. Elektroliti dhaifu ni vitu ambavyo hujitenga kwa sehemu tu kuwa ioni. Elektroliti dhaifu, pamoja na ioni katika suluhisho, zina molekuli zisizounganishwa. Elektroliti dhaifu hazitoi mkusanyiko mkubwa wa ayoni katika myeyusho. Zilizo dhaifu ni pamoja na: - asidi za kikaboni (takriban zote) (C2H5COOH, CH3COOH, n.k.); - baadhi ya asidi isokaboni (H2S, H2CO3, n.k.); - karibu chumvi zote, mumunyifu kwa kiasi katika maji, hidroksidi ya amonia, pamoja na besi zote (Ca3(PO4)2; Cu(OH)2; Al(OH)3; NH4OH); - maji.Hazitumii mkondo wa umeme, au wanafanya, lakini vibaya.
Msingi wenye nguvu - isokaboni kiwanja cha kemikali, iliyoundwa na kikundi cha hydroxyl -OH na alkali (vipengele vya kikundi I meza ya mara kwa mara: Li, K, Na, RB, Cs) au chuma cha alkali duniani (kikundi cha II vipengele vya Ba, Ca). Imeandikwa katika mfumo wa fomula LiOH, KOH, NaOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)?, Ba(OH)?.
Utahitaji
- kikombe cha uvukizi
- kichomi
- viashiria
- fimbo ya chuma
- N?RO?
Maagizo
1. Sababu zenye nguvu zinadhihirika Tabia za kemikali, tabia ya hidroksidi zote. Uwepo wa alkali katika suluhisho imedhamiriwa na mabadiliko katika rangi ya kiashiria. Ongeza machungwa ya methyl, phenolphthalein au uondoe karatasi ya litmus kwenye sampuli na ufumbuzi wa mtihani. Methyl orange inatoa rangi ya njano, phenolphthalein inatoa rangi ya zambarau, na karatasi ya litmus inageuka. Rangi ya bluu. Nguvu ya msingi, imejaa zaidi rangi ya kiashiria.
2. Ikiwa unahitaji kujua ni alkali gani iliyowasilishwa kwako, basi fanya mapitio mazuri ya suluhisho. Besi zenye nguvu za kawaida ni lithiamu, potasiamu, sodiamu, bariamu na hidroksidi za kalsiamu. Besi humenyuka pamoja na asidi (athari za kutoweka) kuunda chumvi na maji. Katika kesi hii, inawezekana kutenganisha Ca(OH)?, Ba(OH)? na LiOH. Wakati wa kuingiliana na asidi ya orthophosphoric, precipitates isiyoweza kutengenezea huundwa. Hidroksidi zilizobaki hazitaleta mvua, kwa sababu chumvi zote za K na Na huyeyuka.3 Ca(OH) ? + 2 N?RO? -? Ca?(PO?)??+ 6 H?O3 Ba(OH) ? +2 N?RO? -? Ba?(PO?)??+ 6 H?O3 LiOH + H?PO? -? Li?PO?? + 3 H?О Vichuje na vikaushe. Ongeza sediment kavu kwenye moto wa burner. Kwa kubadilisha rangi ya moto, inawezekana kuamua kwa usahihi ions ya lithiamu, kalsiamu na bariamu. Ipasavyo, utaamua ni hidroksidi gani. Chumvi za lithiamu hupaka rangi ya kichomaji rangi ya carmine-nyekundu. Chumvi ya bariamu ni ya kijani, na chumvi ya kalsiamu ni nyekundu.
3. Alkali zilizobaki huunda orthofosfati zinazoyeyuka.3 NaOH + H?PO?–? Na?PO? + 3 H?O3 KOH + H?PO?–? K?RO? + 3 H?ОNi muhimu kuyeyusha maji hadi kwenye mabaki makavu. chumvi evaporated fimbo ya chuma ongeza moja kwa wakati kwenye moto wa burner. Ambapo chumvi ya sodiamu iko, moto utageuka wazi njano, na orthophosphate ya potasiamu - pink-violet. Kwa hivyo, kuwa na seti ndogo zaidi ya vifaa na vitendanishi, umegundua besi zote zenye nguvu ulizopewa.
Electrolyte ni dutu ambayo katika hali yake imara ni dielectri, yaani, haina kufanya sasa ya umeme, lakini inapoyeyuka au kuyeyuka inakuwa kondakta. Kwa nini mabadiliko makali kama haya katika mali yanatokea? Ukweli ni kwamba molekuli za elektroliti katika suluhu au kuyeyuka hujitenga na kuwa ioni zenye chaji chanya na zenye chaji hasi, kama matokeo ya ambayo vitu hivi viko katika hali kama hiyo. hali ya mkusanyiko uwezo wa kufanya mkondo wa umeme. Chumvi nyingi, asidi, na besi zina mali ya electrolytic.
Maagizo
1. Ni hayo tu elektroliti kufanana kwa nguvu, yaani, wao ni conductors bora wa sasa? Hapana, kwa sababu vitu vingi katika suluhu au kuyeyuka hutengana kwa kiasi kidogo tu. Kwa hiyo elektroliti imegawanywa katika nguvu, nguvu za kati na dhaifu.
2. Ni vitu gani vinachukuliwa kuwa elektroliti zenye nguvu? Dutu kama hizo katika suluhisho au kuyeyuka ambazo karibu 100% ya molekuli hutengana, bila kujali mkusanyiko wa suluhisho. Orodha ya elektroliti kali ni pamoja na aina kamili ya alkali mumunyifu, chumvi na asidi fulani, kama vile hidrokloriki, bromidi, iodidi, nitriki, nk.
3. Je, wana tofauti gani nao? elektroliti nguvu ya wastani? Ukweli kwamba wao hutengana kwa kiasi kidogo (kutoka 3% hadi 30% ya molekuli hutengana katika ioni). Wawakilishi wa kawaida wa electrolytes vile ni asidi ya sulfuriki na fosforasi.
4. Je, misombo dhaifu hutendaje katika miyeyusho au kuyeyuka? elektroliti? Kwanza, wanajitenga kwa kiwango kidogo sana (si zaidi ya 3% ya jumla ya idadi ya molekuli), na pili, kujitenga kwao ni ngumu zaidi na ya burudani, juu ya kueneza kwa suluhisho. Elektroliti kama hizo ni pamoja na, sema, amonia(hidroksidi ya amonia), asidi nyingi za kikaboni na isokaboni (ikiwa ni pamoja na asidi hidrofloriki - HF) na, bila shaka, maji yanajulikana kwetu sote. Kwa sababu sehemu ndogo tu ya molekuli zake hugawanyika katika ioni za hidrojeni na ioni za hidroksili.
5. Kumbuka kwamba kiwango cha kujitenga na, ipasavyo, nguvu ya elektroliti inategemea mambo mengi: asili ya elektroliti yenyewe, kutengenezea na joto. Kwa hivyo, usambazaji huu wenyewe kwa kiwango fulani ni wa kiholela. Chai dutu hiyo inaweza hali tofauti kuwa elektroliti yenye nguvu na dhaifu. Ili kutathmini nguvu ya electrolyte, thamani maalum ilianzishwa - mara kwa mara ya kujitenga, imedhamiriwa kwa misingi ya sheria ya hatua ya wingi. Lakini inatumika tu kwa elektroliti dhaifu; yenye nguvu elektroliti usitii sheria ya hatua za watu wengi.
Chumvi-Hii vitu vya kemikali, inayojumuisha cation, ambayo ni, ioni iliyo na chaji chanya, chuma na anion iliyo na chaji hasi - mabaki ya asidi. Kuna aina nyingi za chumvi: kawaida, tindikali, msingi, mbili, mchanganyiko, hydrated, ngumu. Hii inategemea utunzi wa cation na anion. Jinsi gani inawezekana kuamua msingi chumvi?
Maagizo
1. Wacha tufikirie una vyombo vinne vinavyofanana na suluhisho zinazowaka. Unajua kwamba haya ni ufumbuzi wa lithiamu carbonate, carbonate ya sodiamu, carbonate ya potasiamu na carbonate ya bariamu. Kazi yako: amua ni chumvi gani iliyomo kwenye chombo kizima.
2. Kumbuka mali ya kimwili na kemikali ya misombo ya metali hizi. Lithiamu, sodiamu, potasiamu ni metali za alkali za kundi la kwanza, mali zao ni sawa sana, shughuli huongezeka kutoka kwa lithiamu hadi potasiamu. Barium ni kundi la 2 la chuma cha alkali duniani. Chumvi yake ya kaboni hupasuka kikamilifu katika maji ya moto, lakini hupasuka vibaya katika maji baridi. Acha! Hii ni nafasi ya kwanza ya kuamua mara moja ambayo chombo kina bariamu carbonate.
3. Poza vyombo, sema kwa kuziweka kwenye chombo chenye barafu. Suluhisho tatu zitabaki wazi, lakini la nne litakuwa na mawingu haraka na mvua nyeupe itaanza kuunda. Hapa ndipo chumvi ya bariamu hupatikana. Weka chombo hiki kando.
4. Unaweza kuamua haraka bariamu carbonate kwa kutumia njia nyingine. Vinginevyo, mimina suluhisho kidogo kwenye chombo kingine na suluhisho la chumvi ya sulfate (sema, sulfate ya sodiamu). Ioni za bariamu tu, zikiunganishwa na ioni za sulfate, mara moja huunda mvua mnene nyeupe.
5. Inatokea kwamba umetambua carbonate ya bariamu. Lakini unawezaje kutofautisha kati ya chumvi 3 za chuma za alkali? Hii ni rahisi sana kufanya, utahitaji vikombe vya uvukizi wa porcelaini na taa ya pombe.
6. Mimina kiasi kidogo cha suluhisho lote kwenye kikombe tofauti cha porcelaini na uvuke maji juu ya moto wa taa ya roho. Fomu ya fuwele ndogo. Waweke kwenye moto wa taa ya pombe au burner ya Bunsen - inayoungwa mkono na kibano cha chuma au kijiko cha porcelaini. Kazi yako ni kutambua rangi ya "ulimi" unaowaka wa moto. Ikiwa ni chumvi ya lithiamu, rangi itakuwa nyekundu wazi. Sodiamu itapaka rangi ya manjano ya moto, na potasiamu itapaka rangi ya zambarau-zambarau. Kwa njia, ikiwa chumvi ya bariamu ilikuwa imejaribiwa kwa njia ile ile, rangi ya moto inapaswa kuwa ya kijani.
Ushauri wa manufaa
Mkemia mmoja maarufu katika ujana wake alifichua mhudumu mwenye pupa wa nyumba ya kupanga kwa njia iyo hiyo. Alinyunyiza mabaki ya sahani iliyoliwa nusu na kloridi ya lithiamu - dutu ambayo kwa hakika haina madhara. idadi ndogo. Siku iliyofuata, wakati wa chakula cha mchana, kipande cha nyama kutoka kwenye sahani kilichotolewa kwenye meza kilichomwa moto mbele ya spectroscope - na wakazi wa nyumba ya bweni waliona mstari mwekundu wazi. Mhudumu alikuwa akiandaa chakula kutoka kwa mabaki ya jana.
Kumbuka!
Ni ukweli maji safi hufanya sasa umeme vibaya sana, bado ina uwezo wa kupimika wa umeme, unaoelezewa na ukweli kwamba maji hutengana kidogo katika ioni za hidroksidi na ioni za hidrojeni.
Ushauri wa manufaa
Elektroliti nyingi ni vitu vyenye uadui, kwa hivyo wakati wa kufanya kazi nao, kuwa mwangalifu sana na ufuate kanuni za usalama.
Electrolytes imegawanywa katika vikundi viwili kulingana na kiwango cha kujitenga - elektroliti zenye nguvu na dhaifu. Elektroliti zenye nguvu zina shahada ya kujitenga zaidi ya moja au zaidi ya 30%, elektroliti dhaifu chini ya moja au chini ya 3%.
Mchakato wa kutengana
Kutengana kwa umeme ni mchakato wa kugawanyika kwa molekuli katika ioni - cations zenye chaji chanya na anions zenye chaji hasi. Chembe za kushtakiwa hubeba mkondo wa umeme. Kutengana kwa umeme kunawezekana tu katika suluhisho na kuyeyuka.
Nguvu inayoongoza ya kutengana ni mgawanyiko wa vifungo vya polar covalent chini ya hatua ya molekuli za maji. Molekuli za polar huvutiwa na molekuli za maji. KATIKA yabisi Vifungo vya Ionic vinaharibiwa wakati wa joto. Joto la juu kusababisha mitetemo ya ioni kwenye nodi za kimiani ya kioo.
Mchele. 1. Mchakato wa kutengana.
Dutu ambazo hutengana kwa urahisi katika ioni katika suluhisho au kuyeyuka na, kwa hivyo, mkondo wa umeme huitwa elektroliti. Mashirika yasiyo ya elektroliti haifanyi umeme kwa sababu usivunje katika cations na anions.
Kulingana na kiwango cha kujitenga, elektroliti zenye nguvu na dhaifu zinajulikana. Wenye nguvu hupasuka katika maji, i.e. kabisa, bila uwezekano wa kupona, kugawanyika katika ions. Elektroliti dhaifu huvunjika kwa sehemu kuwa cations na anions. Kiwango cha kujitenga kwao ni chini ya ile ya electrolytes kali.
Kiwango cha kujitenga kinaonyesha uwiano wa molekuli zilizotengana katika mkusanyiko wa jumla wa dutu. Inaonyeshwa na formula α = n/N.
Mchele. 2. Shahada ya kutengana.
Elektroliti dhaifu
Orodha ya elektroliti dhaifu:
- kupunguza na dhaifu asidi isokaboni - H 2 S, H 2 SO 3, H 2 CO 3, H 2 SiO 3, H 3 BO 3;
- baadhi ya asidi za kikaboni (asidi nyingi za kikaboni sio electrolytes) - CH 3 COOH, C 2 H 5 COOH;
- besi zisizo na maji - Al(OH) 3, Cu(OH) 2, Fe(OH) 2, Zn(OH) 2;
- Hidroksidi ya amonia - NH 4 OH.
Mchele. 3. Jedwali la umumunyifu.
Mmenyuko wa kujitenga umeandikwa kwa kutumia equation ya ionic:
- HNO 2 ↔ H + + NO 2 -;
- H 2 S ↔ H + + HS – ;
- NH 4 OH ↔ NH 4 + + OH – .
Asidi za polybasic hutengana hatua kwa hatua:
- H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 – ;
- HCO 3 – ↔ H + + CO 3 2- .
Besi zisizoyeyuka pia hutengana kwa hatua:
- Fe(OH) 3 ↔ Fe(OH) 2 + + OH – ;
- Fe(OH) 2 + ↔ FeOH 2+ + OH – ;
- FeOH 2+ ↔ Fe 3+ + OH – .
Maji huwekwa kama elektroliti dhaifu. Maji kwa kweli haifanyi mkondo wa umeme, kwa sababu ... hutengana hafifu kuwa kasheni za hidrojeni na anioni za ioni za hidroksidi. Ioni zinazosababishwa hukusanywa tena katika molekuli za maji:
H 2 O ↔ H + + OH – .
Ikiwa maji hufanya umeme kwa urahisi, inamaanisha kuwa kuna uchafu ndani yake. Maji yaliyosafishwa hayana conductive.
Kutengana kwa elektroliti dhaifu kunaweza kubadilishwa. Ioni zinazosababishwa hukusanyika tena katika molekuli.
Tumejifunza nini?
Elektroliti dhaifu ni pamoja na vitu ambavyo hutengana kwa ioni - cations chanya na anions hasi. Kwa hiyo, vitu hivyo havifanyi umeme vizuri. Hizi ni pamoja na asidi dhaifu na dilute, besi zisizo na maji, na chumvi kidogo za mumunyifu. Electrolyte dhaifu ni maji. Kutengana kwa elektroliti dhaifu ni mmenyuko wa kubadilika.
Dutu zote zinaweza kugawanywa katika electrolytes na zisizo za elektroliti. Electrolytes ni pamoja na vitu ambavyo ufumbuzi au kuyeyuka hufanya sasa ya umeme (kwa mfano, miyeyusho ya maji au kuyeyuka kwa KCl, H 3 PO 4, Na 2 CO 3). Dutu zisizo za elektroliti hazifanyi mkondo wa umeme wakati unayeyuka au kufutwa (sukari, pombe, asetoni, nk).
Electrolytes imegawanywa katika nguvu na dhaifu. Elektroliti zenye nguvu katika suluhisho au kuyeyuka hujitenga kabisa kuwa ioni. Wakati wa kuandika milinganyo athari za kemikali hii inasisitizwa na mshale katika mwelekeo mmoja, kwa mfano:
HCl→ H + + Cl -
Ca(OH) 2 → Ca 2+ + 2OH -
Elektroliti zenye nguvu ni pamoja na vitu vilivyo na muundo wa fuwele wa heteropolar au ioni (Jedwali 1.1).
Jedwali 1.1 Elektroliti zenye nguvu
Elektroliti dhaifu hutengana kwa sehemu tu kuwa ioni. Pamoja na ioni, kuyeyuka au miyeyusho ya dutu hii ina molekuli zisizounganishwa. Katika suluhisho za elektroliti dhaifu, sambamba na kujitenga, mchakato wa nyuma hufanyika - ushirika, ambayo ni, mchanganyiko wa ioni kwenye molekuli. Wakati wa kuandika equation ya majibu, hii inasisitizwa na mishale miwili iliyoelekezwa kinyume.
CH 3 COOH D CH 3 COO - + H +
Elektroliti dhaifu ni pamoja na vitu vilivyo na aina ya kioo ya homeopolar (Jedwali 1.2).
Jedwali 1.2 Elektroliti dhaifu
Hali ya usawa ya elektroliti dhaifu katika suluhisho la maji inaonyeshwa kwa kiasi na kiwango cha kutengana kwa elektroliti na utengano wa mara kwa mara wa elektroliti.
Kiwango cha mtengano wa elektroliti α ni uwiano wa idadi ya molekuli zilizotenganishwa kuwa ioni kwa jumla ya idadi ya molekuli za elektroliti iliyoyeyushwa:
Kiwango cha kujitenga kinaonyesha ni sehemu gani ya jumla ya elektroliti iliyoyeyushwa hutengana katika ioni na inategemea asili ya elektroliti na kutengenezea, na vile vile mkusanyiko wa dutu kwenye suluhisho, ina thamani isiyo na kipimo, ingawa kawaida ni. imeonyeshwa kama asilimia. Kwa dilution isiyo na kipimo ya suluhisho la elektroliti, kiwango cha utengano kinakaribia umoja, ambayo inalingana na kukamilika, 100%, kutengana kwa molekuli za dutu iliyoyeyushwa kuwa ioni. Kwa ufumbuzi wa elektroliti dhaifu α<<1. Сильные электролиты в растворах диссоциируют полностью (α =1). Если известно, что в 0,1 М растворе уксусной кислоты степень электрической диссоциации α =0,0132, это означает, что 0,0132 (или 1,32%) общего количества растворённой уксусной кислоты продиссоциировало на ионы, а 0,9868 (или 98,68%) находится в виде недиссоциированных молекул. Диссоциация слабых электролитов в растворе подчиняется закону действия масс.
Kwa ujumla, mmenyuko wa kemikali unaoweza kubadilishwa unaweza kuwakilishwa kama:
a A+ b B D d D+ e E
Kiwango cha mwitikio kinalingana moja kwa moja na bidhaa ya mkusanyiko wa chembe zinazoitikia katika uwezo wa mgawo wao wa stoichiometriki. Kisha kwa majibu ya moja kwa moja
V 1 = k 1 [A] a[B] b,
na kasi ya majibu ya kinyume
V 2 = k 2 [D] d[E] e.
Kwa wakati fulani, viwango vya majibu ya mbele na ya nyuma vitatoka, i.e.
Hali hii inaitwa usawa wa kemikali. Kutoka hapa
k 1 [A] a[B] b=k 2 [D] d[E] e
Kuweka vikundi kwa upande mmoja na anuwai kwa upande mwingine, tunapata:
Kwa hivyo, kwa mmenyuko wa kemikali unaoweza kubadilishwa katika hali ya usawa, bidhaa ya viwango vya usawa wa bidhaa za mmenyuko kwa nguvu za coefficients zao za stoichiometric, zinazohusiana na bidhaa sawa kwa vitu vya kuanzia, ni thamani ya mara kwa mara kwa joto na shinikizo fulani. . Thamani ya nambari ya mara kwa mara ya usawa wa kemikali KWA haitegemei mkusanyiko wa reactants. Kwa mfano, usawa wa mara kwa mara wa kutengana kwa asidi ya nitrojeni kwa mujibu wa sheria ya hatua ya wingi inaweza kuandikwa kama:
HNO 2 + H 2 OD H 3 O + + NO 2 -
.
Ukubwa K a inaitwa mara kwa mara kutengana kwa asidi, katika kesi hii nitrous.
Mgawanyiko wa mara kwa mara wa msingi dhaifu unaonyeshwa sawa. Kwa mfano, kwa mmenyuko wa kutengana kwa amonia:
NH 3 + H 2 O DNH 4 + + OH -
.
Ukubwa K b inaitwa mara kwa mara ya kujitenga kwa msingi, katika kesi hii amonia. Kadiri mgawanyiko wa elektroliti unavyoongezeka, ndivyo elektroliti inavyotengana kwa nguvu zaidi na ndivyo mkusanyiko wa ioni zake katika myeyusho unavyoongezeka kwa usawa. Kuna uhusiano kati ya kiwango cha kujitenga na utengano wa mara kwa mara wa elektroliti dhaifu:
Huu ni usemi wa kihisabati wa sheria ya dilution ya Ostwald: wakati elektroliti dhaifu inapopunguzwa, kiwango cha mtengano wake huongezeka. Kwa elektroliti dhaifu saa KWA≤1∙ 10 -4 na NA≥0.1 mol/l tumia usemi uliorahisishwa:
KWA= α 2 ∙NA au α
Mfano1. Piga hesabu ya kiwango cha kutengana na mkusanyiko wa ioni na [NH 4 + ] katika myeyusho wa hidroksidi ya amonia ya 0.1 M, ikiwa KWA NH 4 OH =1.76∙10 -5
Imetolewa: NH 4 OH
KWA NH 4 OH =1.76∙10 -5
Suluhisho:
Kwa kuwa elektroliti ni dhaifu sana ( Kwa NH 4 OH =1,76∙10 –5 <1∙ 10 - 4) и раствор его не слишком разбавлен, можно принять, что:
au 1.33%
Mkusanyiko wa ioni katika suluhisho la elektroliti ya binary ni sawa na C∙α, kwa kuwa elektroliti ya binary huainishwa na kuunda cation moja na anion moja, basi = [ NH 4 + ]=0.1∙1.33∙10 -2 =1.33∙10 -3 (mol/l).
Jibu:α=1.33%; = [NH 4 + ]=1.33∙10 -3 mol/l.
Nadharia yenye nguvu ya elektroliti
Elektroliti zenye nguvu katika suluhisho na kuyeyuka hujitenga kabisa kuwa ioni. Hata hivyo, tafiti za majaribio ya conductivity ya umeme ya ufumbuzi wa elektroliti kali zinaonyesha kuwa thamani yake ni ya chini kidogo ikilinganishwa na conductivity ya umeme ambayo inapaswa kuwa katika kutengana kwa 100%. Tofauti hii inaelezewa na nadharia ya elektroliti kali iliyopendekezwa na Debye na Hückel. Kwa mujibu wa nadharia hii, katika ufumbuzi wa elektroliti kali kuna mwingiliano wa umeme kati ya ioni. Karibu na kila ioni, "anga ya ionic" huundwa na ions ya ishara ya malipo kinyume, ambayo huzuia harakati ya ions katika suluhisho wakati umeme wa moja kwa moja unapitishwa. Mbali na mwingiliano wa umeme wa ions, katika ufumbuzi wa kujilimbikizia ni muhimu kuzingatia ushirikiano wa ions. Ushawishi wa nguvu za interionic hujenga athari ya kutengana kamili ya molekuli, i.e. kiwango cha wazi cha kujitenga. Thamani iliyoamuliwa kwa majaribio ya α kila wakati huwa chini kidogo kuliko α ya kweli. Kwa mfano, katika suluhisho la 0.1 M la Na 2 SO 4 thamani ya majaribio ni α = 45%. Kuzingatia mambo ya umeme katika ufumbuzi wa electrolytes kali, dhana ya shughuli hutumiwa (A). Shughuli ya ioni ni mkusanyiko mzuri au dhahiri ambapo ioni hufanya kazi katika suluhisho. Shughuli na umakinifu wa kweli huhusishwa na usemi:
Wapi f - mgawo wa shughuli, ambayo ni sifa ya kiwango cha kupotoka kwa mfumo kutoka kwa bora kutokana na mwingiliano wa umeme wa ions.
Vigawo vya shughuli za ioni hutegemea thamani µ, inayoitwa nguvu ya ioni ya myeyusho. Nguvu ya ioni ya suluhisho ni kipimo cha mwingiliano wa kielektroniki wa ioni zote zilizopo kwenye suluhisho na ni sawa na nusu ya jumla ya bidhaa za viwango. (Pamoja na) kila ioni zilizopo kwenye suluhisho kwa kila mraba wa nambari yake ya malipo (z):
.
Katika suluhisho za dilute (µ<0,1М) коэффициенты активности меньше единицы и уменьшаются с ростом ионной силы. Растворы с очень низкой ионной силой (µ < 1∙10 -4 М) можно считать идеальными. В бесконечно разбавленных растворах электролитов активность можно заменить истинной концентрацией. В идеальной системе a = c na mgawo wa shughuli ni 1. Hii ina maana kwamba hakuna mwingiliano wa kielektroniki. Katika suluhu zilizokolezwa sana (µ>1M), vigawo vya shughuli za ayoni vinaweza kuwa kubwa kuliko umoja. Uhusiano kati ya mgawo wa shughuli na nguvu ya ionic ya suluhisho inaonyeshwa na fomula:
katika µ
<10 -2
saa 10 -2 ≤ µ
≤ 10 -1
+ 0,1z 2µ saa 0.1<µ
<1
Msawazo wa mara kwa mara unaoonyeshwa katika suala la shughuli huitwa thermodynamic. Kwa mfano, kwa majibu
a A+ b B d D+ e E
Thermodynamic mara kwa mara ina fomu:
Inategemea joto, shinikizo na asili ya kutengenezea.
Kwa kuwa shughuli ya chembe ni
Wapi KWA C ni usawa wa mkusanyiko mara kwa mara.
Maana KWA C inategemea si tu juu ya joto, asili ya kutengenezea na shinikizo, lakini pia juu ya nguvu ionic m. Kwa kuwa viwango vya thermodynamic hutegemea idadi ndogo ya mambo, kwa hiyo ni sifa za msingi zaidi za usawa. Kwa hiyo, ni vipengele vya thermodynamic vinavyotolewa katika vitabu vya kumbukumbu. Vidhibiti vya thermodynamic vya baadhi ya elektroliti dhaifu hutolewa katika kiambatisho cha mwongozo huu. =0.024 mol/l.
Chaji ya ioni inapoongezeka, mgawo wa shughuli na shughuli ya ioni hupungua.
Maswali ya kujidhibiti:
- Mfumo bora ni upi? Taja sababu kuu za kupotoka kwa mfumo halisi kutoka kwa bora.
- Kiwango cha kujitenga kwa elektroliti kinaitwaje?
- Toa mifano ya elektroliti zenye nguvu na dhaifu.
- Kuna uhusiano gani kati ya utengano wa mara kwa mara na kiwango cha kutengana kwa elektroliti dhaifu? Ieleze kimahesabu.
- Shughuli ni nini? Je, shughuli ya ioni na ukolezi wake wa kweli unahusiana vipi?
- Mgawo wa shughuli ni nini?
- Je, malipo ya ioni huathiri vipi mgawo wa shughuli?
- Ni nini nguvu ya ionic ya suluhisho, usemi wake wa kihesabu?
- Andika fomula za kuhesabu mgawo wa shughuli za ioni za kibinafsi kulingana na nguvu ya ioni ya suluhisho.
- Tengeneza sheria ya vitendo vya watu wengi na uieleze kwa hisabati.
- Je, ni nini usawa wa thermodynamic? Ni mambo gani yanayoathiri thamani yake?
- Ni nini usawa wa mkusanyiko? Ni mambo gani yanayoathiri thamani yake?
- Je, viwango vya hali ya joto na usawa wa mkusanyiko vinahusiana vipi?
- Je, maadili ya mgawo wa shughuli yanaweza kubadilika katika mipaka gani?
- Ni kanuni gani kuu za nadharia ya elektroliti kali?