Learning Objective
- Recognize the properties of an electrolyte solution.
Key Points
- Electrolytes are salts or molecules that ionize completely in solution. As a result, electrolyte solutions readily conduct electricity.
- Nonelectrolytes do not dissociate into ions in solution; nonelectrolyte solutions do not, therefore, conduct electricity.
Terms
- nonelectrolyteA substance that does not dissociate into ions when in solution.
- solutionA homogeneous mixture, which may be a liquid, gas, or solid, formed by dissolving one or more substances.
- LösungEine Substanz, die in einem flüssigen Lösungsmittel aufgelöst wird, um eine Lösung zu bilden.
- ElektrolytEine Substanz, die in Lösung in Ionen dissoziiert.
- SalzEine ionische Verbindung, die aus Kationen und Anionen besteht, die durch elektrostatische Anziehung zusammengehalten werden.
Elektrolytlösungen
Ein Elektrolyt ist ein Salz oder ein ionisierbares Molekül, das, wenn es in einer Lösung gelöst ist, dieser Lösung die Fähigkeit verleiht, Elektrizität zu leiten. Denn wenn sich ein Salz auflöst, können sich seine dissoziierten Ionen in der Lösung frei bewegen, so dass eine Ladung fließen kann.
Elektrolytlösungen werden normalerweise gebildet, wenn ein Salz in ein Lösungsmittel wie Wasser gegeben wird. Wenn zum Beispiel Kochsalz, NaCl, in Wasser gegeben wird, löst sich das Salz (ein Feststoff) in seine Ionen auf, entsprechend der Dissoziationsreaktion:
NaCl(s) → Na+(aq) + Cl-(aq)
Es ist auch möglich, dass Stoffe mit Wasser reagieren und Ionen in Lösung gehen. Zum Beispiel löst sich Kohlendioxid (CO2) in Wasser und es entsteht eine Lösung, die Wasserstoff-, Karbonat- und Hydrogenkarbonationen enthält:
2 CO2(g)+ 2 H2O(l) → 3 H+(aq) + CO32-(aq) + HCO3-(aq)
Die resultierende Lösung leitet Strom, weil sie Ionen enthält. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass CO2 kein Elektrolyt ist, da CO2 selbst nicht in Ionen dissoziiert. Nur Verbindungen, die in Lösung in ihre Ionen dissoziieren, gelten als Elektrolyte.
Starke und schwache Elektrolyte
Wie oben erwähnt, kann die resultierende Lösung Elektrizität leiten, wenn ein ionisierbarer gelöster Stoff dissoziiert. Daher werden Verbindungen, die in Lösung leicht Ionen bilden, als starke Elektrolyte bezeichnet. (Aus diesem Grund sind alle starken Säuren und starken Basen starke Elektrolyte.)
Wenn dagegen eine Verbindung nur in geringem Maße dissoziiert, ist die Lösung ein schwacher elektrischer Leiter; eine Verbindung, die nur schwach dissoziiert, wird daher als schwacher Elektrolyt bezeichnet.
Ein starker Elektrolyt dissoziiert in der Lösung vollständig in seine Ionen; ein schwacher Elektrolyt hingegen bleibt in der Lösung weitgehend undissoziiert. Ein Beispiel für ein schwaches Elektrolyt ist Essigsäure, die ebenfalls eine schwache Säure ist.
Nonelektrolytlösungen
Nonelektrolyte sind Verbindungen, die in Lösung überhaupt nicht ionisieren. Folglich leiten Lösungen, die Nichtelektrolyte enthalten, keinen Strom. In der Regel werden Nichtelektrolyte hauptsächlich durch kovalente und nicht durch ionische Bindungen zusammengehalten. Ein gängiges Beispiel für einen Nichtelektrolyten ist Glucose (C6H12O6). Glukose (Zucker) löst sich leicht in Wasser, aber da sie in Lösung nicht in Ionen dissoziiert, gilt sie als Nichtelektrolyt; Lösungen, die Glukose enthalten, leiten daher keinen Strom.