как понять какие электролиты сильные а какие слабые

Определение сильных и слабых электролитов

Что такое электролиты — общие понятия

Электролиты — это вещества, которые могут проводить электрический ток после распада на ионы (или диссоциации). Это происходит в растворах и расплавах или, если электролит является твердым, — в кристаллических решетках. Примеры электролитов:

Для электролитов характерна сильно полярная ковалентная или ионная химическая связь. В противном случае вещество не способно распадаться на ионы в растворах и расплавах, вследствие чего они не проводят электрический ток. К неэлектролитам в химии относят вещества с ковалентной слабо полярной связью (в основном, это органические соединения, например, глицерин, сахароза и т.д.) и вещества с ковалентной неполярной связью (простые вещества неметаллы, например, водород, сера и т.д.)

Впервые теорию электролитической диссоциации (распада электролитов на ионы) предложил шведский физик и химик С. Аррениус. Он обнаружил, что в растворах, проводящих ток, содержится больше частиц и сделал вывод о том, что в растворах и расплавах эти виды веществ распадаются на ионы.

Наблюдая за движением частиц, ученый также установил, что они обладают различными зарядами. Так положительно заряженные ионы называются катионами, а отрицательно заряженные — анионами.

Определение сильных и слабых, как распознать

Аррениус является автором теории электролитической диссоциации. Под этим понятием подразумевается процесс, при котором вещество распадается на отдельные ионы. Степень диссоциации зависит от характера электролита и вычисляется по формуле:

α = ( N д и с ) / ( N о б щ ) × 100 %

Краткий вид формулы:

α = ( N д и с ) / ( N о б щ )

Если этот показатель превышает 30% (или 0,3), то электролит считается сильным. В уравнении их распада ставится знак «→», поскольку процесс необратимый. К подобным относятся:

Если степень диссоциации меньше 3% (или 0,03), то такие электролиты называют слабыми. Реакции с ними обратимы, поэтому используется знак «⇄» или «↔». К подобным относятся:

Источник

Сильные и слабые электролиты, отличия, примеры

электролиты они представляют собой вещества, которые образуют электропроводящий раствор при растворении в полярном растворителе, таком как вода. Растворенный электролит разделяется на катионы и анионы, которые диспергированы в указанном растворе. Если к раствору приложен электрический потенциал, катионы будут прилипать к электроду, который содержит большое количество электронов..

Напротив, анионы в растворе будут связываться с электрически дефектным электродом. Вещество, которое распадается на ионы, приобретает способность проводить электричество. Большинство солей, кислот и растворимых оснований представляют собой электролиты.

Некоторые газы, такие как хлористый водород, могут действовать как электролиты при определенных условиях температуры и давления. Натрий, калий, хлорид, кальций, магний и фосфат являются хорошими примерами электролитов.

Какие сильные и слабые электролиты?

Чтобы лучше дифференцировать эти два типа электролитов, можно сказать, что в растворе сильного электролита основными компонентами (или разновидностями) являются образующиеся ионы, тогда как в растворе слабого электролита основным компонентом является само соединение. ионизировать.

Сильные электролиты делятся на три категории: сильные кислоты, сильные основания и соли; в то время как слабые электролиты делятся на слабые кислоты и слабые основания.

Все ионные соединения являются сильными электролитами, поскольку при растворении в воде они разделяются на ионы..

Даже самые нерастворимые ионные соединения (AgCl, PbSO₄, CaCO₃) являются сильными электролитами, потому что небольшое количество, которое растворяется в воде, происходит главным образом в форме ионов; то есть в полученном растворе отсутствует диссоциированная форма или количество соединения.

Эквивалентная проводимость электролитов уменьшается при более высоких температурах, но ведет себя по-разному в зависимости от их прочности.

Сильные электролиты имеют более низкое снижение своей проводимости при более высоких концентрациях, в то время как слабые электролиты имеют большую скорость снижения проводимости при более высоких концентрациях.

различия

Важно знать, как распознать формулу и определить ее классификацию (ионная или составная), поскольку это будет зависеть от стандартов безопасности при работе с химическими веществами..

Как указывалось ранее, электролиты могут быть определены как сильные или слабые в зависимости от их ионизационной способности, но иногда это может быть более очевидным, чем кажется.

Большинство кислот, оснований и растворимых солей, которые не представляют кислоты или слабые основания, считаются слабыми электролитами..

Фактически, следует предположить, что все соли являются сильными электролитами. Напротив, слабые кислоты и основания, помимо азотсодержащих соединений, считаются слабыми электролитами..

Методы выявления электролитов

Существуют методы, облегчающие идентификацию электролитов. Далее используется шестиступенчатый метод:

Как указано в предыдущем разделе, проводимость электролита изменяется в зависимости от его концентрации в растворе, но также это значение зависит от силы электролита..

При более высоких концентрациях сильные и промежуточные электролиты не будут уменьшаться в значительных интервалах, но слабые будут сильно уменьшаться до достижения значений, близких к нулю при более высоких концентрациях..

Существуют также промежуточные электролиты, которые могут диссоциировать в растворах с более высоким процентным содержанием (менее 100%, но более 10%), в дополнение к неэлектролитам, которые просто не диссоциируют (соединения углерода, такие как сахара, жиры и спирты)..

Источник

Сильные и слабые электролиты — степень диссоциации

Электролиты — вещества, расплавы или растворы которых могут проводить электрический ток.

Неэлектролиты — вещества, расплавы или растворы которых не могут проводить электрический ток.

Диссоциация и степень диссоциации

Диссоциация — это распад соединений на ионы.

Степень диссоциации (α) — это отношения числа продиссоциировавших, то есть распавшихся на ионы молекул к их общему числу растворенных молекул.

Формула:

Стрелкой → обозначают распад соединений на ионы.

Стрелкой ← обозначают обратный процесс.

Сильные электролиты

Сильные электролиты — это вещества, которые при растворении в воде почти полностью диссоциируют на ионы.

Поэтому в уравнениях диссоциации ставят знак равенства (=) для сильных электролитов.

К сильным электролитам относятся:

Слабые электролиты

Слабые электролиты — это такие вещества, которые только частично диссоциируют на ионы.

Поэтому в уравнениях диссоциации ставят знак обратимости (⇄) для слабых электролитов.

К слабым электролитам относятся:

Сильные и слабые электролиты

Как различить сильные и слабые электролиты? Сильные электролиты в растворах почти полностью диссоциированы. К данной группе в большой степени относятся соли, сильные кислоты и щелочи. Слабые электролиты включают слабые основания и кислоты, а также некоторые соли, цианид ртути (II), хлорид ртути (II), иодид кадмия и роданид железа (II).

Степень диссоциации, сильные и слабые электролиты — видео

Источник

Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты

В растворах некоторых электролитов диссоциирует лишь часть молекул. Способность вещества к электролитической диссоциации называется степенью диссоциации. Она показывает отношение числа молекул, продиссоциированных на ионы, к общему числу молекул растворенного электролита:

(5.1)

где α— степень диссоциации;

п — количество ионов в растворе;

N— общее число молекул в растворе.

По степени диссоциации в растворах все электролиты делятся на две группы. К первой группе относят электролиты, степень диссоциации которых в растворах α > 30 % и почти не зависит от концентрации раствора. Их называют сильными электролитами. К сильным электролитам в водных растворах относятся щелочи: КОН, NaOH, Ba(OH)2, Са(ОН)2; кислоты: HNO3, НСl, H2SO4, НClO4, а также их соли.

Электролиты, степень диссоциации которых в растворах α Читайте также: Железо: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

В растворах слабых электролитов процесс диссоциации протекает обратимо и его можно представить в виде обратимой химической реакции. Так, для процесса диссоциации уксусной кислоты:

константа равновесия этого процесса будет равна:

(5.2)

где [СНзСОО-], [Н+] — концентрация ионов;

[СН3СООН] — концентрация непродиссоциированных молекул.

Константа равновесия, соответствующая диссоциации слабого электролита, называется константой диссоциации.

Константа диссоциации зависит от природы диссоциирующего вещества и растворителя, температуры и не зависит от концентрации раствора.

Константа диссоциации показывает устойчивость молекул вещества к диссоциации. Чем меньше значение константы диссоциации в данном растворе, тем слабее диссоциирует электролит.

Степень диссоциации a изменяется с изменением концентрации раствора. Рассмотрим эту зависимость на примере слабого электролита уксусной кислоты:

Принимая исходную концентрацию кислоты равной с, а степень диссоциация a, получаем, что концентрация части кислоты, которая диссоциирована, будет равна aс. Так как при диссоциации одной молекулы кислоты образуется по одному иону Н+ и СНзСОО-, то их концентрации будут равны aс. Концентрация кислоты, оставшейся в недиссоциированном состоянии, будет равна с — aс = с(1 — a). Подставив значения равновесных концентраций ионов и кислоты в уравнение (5.2), получим:

(5.3)

Уравнение (5.3) было получено В. Ф. Оствальдом и называется законом Оствальда. Если a Читайте также: Смешивание растворов

Пример 3. Вычислите степень диссоциации хлорноватистой кислоты и концентрацию ионов водорода в растворе с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3.

Решение. НСlO — слабый электролит: HCIO « Н+ + СlO-. Следовательно, в соответствии с законом разбавления Оствальда (5.4, б), определяем степень диссоциации:

Кдис(НСlO) = 5×10-8 моль/дм3.

Молярную концентрацию определяем по формуле (5.5). Так как при диссоциации НС1О « Н++ СlO- образуется один ион Н+ (k(Н+) =1), то

с(Н+) = моль/дм3.

Ответ: a(HClO) = 1 ×10-3; с(Н+) = 5×10 5 моль/дм3.

Решение. В уравнение закона разбавления Оствальда (5.3) подставим данные:

Ионное произведение воды, водородный показатель (рН). Вода является слабым электролитом и диссоциирует на ионы в незначительной степени. Процесс диссоциации воды может быть записан уравнением:

Константа диссоциации будет равна:

Преобразуем выражение (5.7) к следующему виду:

Концентрацию молекул воды можно рассчитать, разделив массу 1 дм3 на массу 1 моля:

Произведение двух постоянных величин есть величина постоянная <Кдис[HгО] = const = KH20), тогда уравнение (5.8) принимает вид:

Полученное уравнение показывает, что для воды и разбавленных водных растворов при постоянной температуре произведение концентрации ионов водорода и гидроксила есть величина постоянная.

Эта постоянная величина называется ионным произведением воды.

Численное значение ионного произведения равно:

(5.10)

Таким образом, произведение концентрации ионов водорода и гидроксильных ионов в растворе при температуре 295 К равно 10-14.

Отсюда, для чистой воды концентрация ионов при температуре 295 К равна:

моль/дм3. (5.11)

Допустим, что концентрация ионов водорода при добавлении кислоты увеличилась в 1000 раз и стала [Н+] = 10-4 моль/дм3, тогда концентрация ионов [ОН-] в растворе будет равна:

моль/дм3

Мы получаем, что в растворах с различной средой всегда присутствуют ионы Н+ и ОН-.

[Н+] Читайте также: Получение металлов

Для характеристики кислотности (щелочности) среды введен специальный параметр — водородный показатель, или рН. Водородным показателем, или рН, называется взятый с обратным знаком десятичный логарифм концентрации ионов водорода в растворе:

Следовательно, если рН = 7 — нейтральная среда;

Источник

Электролитическая диссоциация (ЭД) электролитов в водных растворах. Сильные и слабые электролиты

Содержание:

Понятие об электролитах и неэлектролитах

Ещё в начале XIX в. М. Фарадей обнаружил, что одни растворы веществ пропускают электрический ток, другие – нет.

Если в металлах электрический ток возникает за счёт направленного движения электронов, то в растворах, а также в расплавах электрический заряд переносится ионами.

Соединениям, которые распадаются в растворах на ионы и проводят электрический ток, химики дали название электролиты.

Физики же их называют проводниками 2-го рода.

Растворённые вещества, неспособные пропускать электричество, называются неэлектролитами. В растворах они существуют в виде электронейтральных молекул. Большинство органических соединений – неэлектролиты.

Процессы диссоциации и ассоциации в электролитах по теории Аррениуса, степень диссоциации

Распад электролита на ионы называется электролитической диссоциацией (ЭД) или ионизацией.

В 1887 г. шведским химиком С.Аррениусом были сформулированы основные принципы этого явления:

На эту характеристику влияют:

Эти основные положения теории электролитической диссоциации (ТЭД) в 1891 г. были дополнены русским химиком И. Каблуковым понятием сольватации (гидратации) катионов и анионов. Он, используя теорию Д.Менделеева о растворах, доказал, что между растворителем и растворяемым веществом формируются химические связи.

Механизм ЭД

Межмолекулярные связи этого реагента ослабевают, оно разрушается, ионы перемещаются в раствор. Там ионы связываются с молекулами H₂O и становятся гидратированными. Это наглядно видно на примере ионизации NaCl.

Классификация и некоторые особенности диссоциации электролитных растворов

С учетом степени ЭД электролиты классифицируют по 3 группам (см. Таблицу 1):

Классификация электролитов

Сильные электролиты

Средние электролиты

Слабые электролиты

Значение степени диссоциации (α)

α + и анион кислотного остатка.

а) Для многоосновных кислот отрыв иона H + происходит ступенчато, причём самая высокая степень ионизации достигается на первой стадии

б) Именно из-за присутствия ионов H + кислоты обладают кислым вкусом и происходит соответствующие окрашивание индикаторов.

Аналогично кислотам многокислотные основания отщепляют гидроксид-ионы ступенчато:

При этом возможны несколько вариантов этого процесса:

Диссоциация также может вести к образованию двойных и смешанных солей.

Константа электролитической диссоциации

Наиболее общей характеристикой электролитов (прежде всего слабых) является константа диссоциации Кд.

В слабых электролитах из-за неполной их ионизации возникает равновесие между нераспавшимися молекулами и ионами. Одновременно идут процессы диссоциации и ассоциации (молекуляризации). К_д по сравнению со степенью диссоциации (α) более объективно характеризует способность электролита к ионизации.

С увеличением К_д растёт количество ионов, а значит сильнее становится электролит. Для слабых электролитов при данной температуре константа диссоциации постоянная величина, для сильных – переменная, зависимая от концентрации раствора.

К_д и α связаны формулой: К_д = (α 2 ·c) / (1 – α), где c – молярная концентрация раствора.

Реакции ионного обмена

РИО между сильными электролитами необратимы. Их продукты выходят из реакции или в виде нерастворимого осадка, или газообразными, или малодиссоциирующими электролитами. Такое условие необратимости ионообменных реакций сформулировано в 1803 г. французским химиком Бертолле.

Реакции в электролитах письменно оформляются в 3 видах: сначала в молекулярной форме, затем в полной ионной и сокращенной ионной.

Значение электролитов

Без них невозможно существование живых организмов, в том числе человека. Все биохимические и физиологические процессы проходят при их непосредственном участии: транспортировка кислорода в крови, регулирование водно-солевого баланса, работа кишечника и сердца.

В технике электролиты участвуют в таких процессах как электролиз, электрокатализ, защита металлов от коррозии. В энергетике создаются новые топливные элементы, солнечные батареи, электрохимические преобразователи информации.

Источник