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.
- solutDowolna substancja, która jest rozpuszczona w ciekłym rozpuszczalniku do tworzenia roztworu.
- elektrolitSubstancja, która dysocjuje na jony, gdy w roztworze.
- sólZwiązek jonowy składający się z kationów i anionów, które są trzymane razem przez przyciąganie elektrostatyczne.
Roztwory elektrolitów
Elektrolitem jest każda sól lub cząsteczka dająca się zjonizować, która po rozpuszczeniu w roztworze daje temu roztworowi zdolność przewodzenia prądu. Dzieje się tak dlatego, że kiedy sól się rozpuszcza, jej zdysocjowane jony mogą swobodnie poruszać się w roztworze, umożliwiając przepływ ładunku.
Roztwory elektrolitów są zwykle tworzone, kiedy sól jest umieszczana w rozpuszczalniku, takim jak woda. Na przykład, gdy sól kuchenna, NaCl, jest umieszczona w wodzie, sól (ciało stałe) rozpuszcza się na swoje jony składowe, zgodnie z reakcją dysocjacji:
NaCl(s) → Na+(aq) + Cl-(aq)
Możliwe jest również, aby substancje reagowały z wodą, dając jony w roztworze. Na przykład gazowy dwutlenek węgla, CO2, rozpuści się w wodzie, tworząc roztwór, który zawiera jony wodorowe, węglanowe i wodorowęglanowe:
2 CO2(g)+ 2 H2O(l) → 3 H+(aq) + CO32-(aq) + HCO3-(aq)
Powstały roztwór będzie przewodził prąd elektryczny, ponieważ zawiera jony. Należy jednak pamiętać, że CO2 nie jest elektrolitem, ponieważ sam CO2 nie dysocjuje na jony. Tylko związki, które dysocjują na swoje jony składowe w roztworze kwalifikują się jako elektrolity.
Silne i słabe elektrolity
Jak wspomniano powyżej, kiedy jonizowalny solut dysocjuje, powstały roztwór może przewodzić prąd. Dlatego związki, które łatwo tworzą jony w roztworze są znane jako silne elektrolity. (Zgodnie z tym rozumowaniem, wszystkie mocne kwasy i mocne zasady są mocnymi elektrolitami.)
W przeciwieństwie do tego, jeśli związek dysocjuje w niewielkim stopniu, roztwór będzie słabym przewodnikiem elektryczności; związek, który tylko słabo dysocjuje, jest zatem znany jako słaby elektrolit.
Silny elektrolit całkowicie dysocjuje na jony w roztworze; słaby elektrolit, z drugiej strony, pozostanie w większości niezdysocjowany w roztworze. Przykładem słabego elektrolitu jest kwas octowy, który jest również słabym kwasem.
Roztwory bezelektrolitowe
Nonelektrolity to związki, które w ogóle nie jonizują się w roztworze. W rezultacie, roztwory zawierające nieelektrolity nie będą przewodzić prądu. Zazwyczaj, nieelektrolity są głównie utrzymywane razem przez wiązania kowalencyjne, a nie jonowe. Powszechnym przykładem nieelektrolitu jest glukoza, czyli C6H12O6. Glukoza (cukier) łatwo rozpuszcza się w wodzie, ale ponieważ nie dysocjuje na jony w roztworze, jest uważana za nieelektrolit; roztwory zawierające glukozę nie przewodzą więc prądu elektrycznego.