Что называют неэлектролитами: Электролиты, неэлектролиты, электролитическая диссоциация

Содержание

2.1. Теория электролитической диссоциации — ЗФТШ, МФТИ

Известно, что существуют две основные причины прохождения электрического тока через проводники: либо за счёт движения электронов в электрическом поле, либо за счет движения ионов. Электрическая проводимость присуща, прежде всего, металлам. Ионная проводимость присуща многим химическим соединения, обладающим ионным строением, например, солям в твёрдом или расплавленном состояниях, а также многим водным и неводным растворам. В связи с этим все вещества принято условно делить на две категории:

а) вещества, растворы которых обладают ионной проводимостью, называются электролитами;

б) вещества, растворы которых не обладают ионной проводимостью, называются неэлектролитами.

К электролитам относится большинство неорганических кислот, оснований и солей. К неэлектролитам относятся многие органические соединения, например, спирты, углеводы.

Оказалось, что, кроме хорошей электропроводности, растворы электролитов обладают более низкими значениями давлениями пара растворителя и температуры плавления и более высокими температурами кипения по сравнению с соответствующими значениями для чистого растворителя или для раствора неэлектролита в этом же растворителе. Для объяснения этих свойств, шведский ученый С. Аррениус в 1887 г. предложил теорию электролитической диссоциации.

Сущность теории электролитической диссоциации С. Аррениуса

1. Электролиты при растворении в воде распадаются (диссоциируют) на ионы: положительные (катионы) и отрицательные (анионы).

2. Под действием электрического тока положительно заряженные ионы движутся к отрицательному полюсу источника тока — катоду, и поэтому называются катионами, а отрицательно заряженные ионы движутся к положительному полюсу источника тока — аноду, и поэтому называются анионами.

3. Электролитическая диссоциация — процесс обратимый для слабых электролитов, т. е. вместе с распадом молекул на ионы (диссоциация) идет процесс соединения ионов в молекулы (ассоциация).

Электролиты подразделяются в зависимости от степени диссоциации на сильные и слабые.

С точки зрения теории электролитической диссоциации, кислотой называется соединение, образующее при диссоциации в водном растворе только ионы `»H»^+`:

`»HNO»_3 → «H»^+ + «NO»_3^-`

Если кислота является двухосновной, то диссоциация кислоты происходит ступенчато. -` и других боле сложных частиц. В результате концентрация ионов водорода в водном растворе фтороводородной кислоты оказывается сильно пониженной.

Сила однотипных кислородных кислот изменяется в противоположном направлении, например, йодная кислота `»HIO»_4` слабее хлорной кислоты `»HClO»_4`. Если элемент образует несколько кислородных кислот, то наибольшей силой обладает кислота, в которой кислотообразующий элемент имеет самую высокую валентность.

Так, в ряду кислот `»HClO»-«HClO»_2-«HClO»_3-«HClO»_4` хлорная кислота наиболее сильная.

Схематически процесс распада (диссоциации) соляной кислоты на ионы можно представить следующим образом. Чтобы вещество в воде было электролитом, его молекула должна быть полярной.

Полярная молекула вещества окружена полярными молекулами воды, которые разрывают молекулу на две противоположно заряженные частицы – ионы.

Диссоциация многокислотного гидроксида происходит ступенчато, например:

$$ \mathrm{Ba}(\mathrm{OH}{)}_{2} \to {\mathrm{BaOH}}^{+} + {\mathrm{OH}}^{-}$$,

$$ {\mathrm{BaOH}}^{+}\rightleftarrows {\mathrm{Ba}}^{2+}+ {\mathrm{OH}}^{-}$$. -` ведёт себя как слабый электролит.

Причиной диссоциации электролита в водных растворах является его гидратация, т. е. взаимодействие электролита с молекулами воды и разрыв химической связи в нем. В результате такого взаимодействия образуются гидратированные, т. е. связанные с молекулами воды, ионы.

Диссоциации проходит благодаря тому, что при гидратации ионов выделяется больше энергии, чем требуется на разрыв связи в молекуле. Примерно также происходит растворение ионного кристалла в воде и образование ионов. У кристаллов энергия гидратации ионов выше энергии кристаллической решётки.

Следует учитывать, что в растворах электролитов хаотически движущиеся гидратированные ионы могут столкнуться и вновь объединиться между собой. Этот обратный процесс называется ассоциацией. При некоторой постоянной температуре в данной системе устанавливается химическое равновесие, при котором скорость диссоциации станет равной скорости ассоциации. {-}$$.

К слабым электролитам относят некоторые соли, например хлорид цинка `»ZnCl»_2`, тиоцианат железа `»Fe»(«NCS»)_3`, цианид ртути `»Hg»(«CN»)_2`, которые также диссоциируют по ступеням.

Разделение электролитов на сильные, средние и слабые зависит от доли продиссоциированных молекул или степени диссоциации `alpha`, которая показывает отношение числа молекул, распавшихся на ионы `(N_»д»)`, к общему числу введённых в раствор молекул `(N_»р»)`:

`alpha=(N_»д»)/(N_»р»)*100%`

Электролиты со степенью диссоциации `30%` и более называют сильными, со степенью диссоциации `3`-`30%` называют средними (средней силы), со степенью диссоциации менее `3%` — слабыми.

Степень диссоциации не является строгим показателем силы электролита, т. к. она зависит от концентрации раствора, природы растворителя, присутствия в растворе другие электролитов.

При понижении концентрации степень диссоциации может повышаться, и в очень разбавленных растворах слабый электролит может находиться в состоянии почти полной диссоциации, в то же время в концентрированном растворе сильный электролит может вести себя как слабый и даже как неэлектролит. (23)`.

Электролиты: свойства и классификации

Электролиты – растворы, имеющие в своем составе заряженные частицы, которые принимают участие в переносе зарядов между электродом и катодом. Могут быть сильными и слабыми. Процесс распада молекул на ионы называется электролитической диссоциацией. Неэлектролиты – водные растворы, в которые вещество перешло в виде молекул с сохранением первоначальной структуры. Все молекулы вещества в таких растворах окружены гидратными оболочками (молекулами воды) и не могут переносить электрический заряд.

Растворение кристалла поваренной соли

Вещества-электролиты устроены за счет ионных или ковалентных полярных связей.

Во время растворения происходит химическое воздействие вещества с молекулами воды, в результате чего оно распадается на электроны. Молекулы воды – активные диполи с двумя полюсами: положительным и отрицательным. Атомы водорода располагаются под углом 104,5°, за счет этого молекула воды приобретает угловую форму.

Вещества, имеющие ионную кристаллическую решетку, намного легче диссоциируют, они уже состоят из активных ионов, а диполи воды во время растворения только ориентируют их. Между диполями воды и ионами электролита возникают усилия взаимного притяжения, связи кристаллической решетки ослабевают и ионы покидают кристалл.

Последовательность процессов при диссоциации растворов с ионной связью

На первом этапе молекулы вещества ориентируются около диполей воды, далее происходит гидратация, а на завершающем этапе диссоциация.

Похожим образом диссоциируют электролиты, у которых молекулы строятся за счет ковалентных связей. Разница только в том, что диполи воды превращают ковалентные связи в ионные. При этом наблюдается такая последовательность процессов:

Электролитическая диссоциация полярной молекулы хлороводорода на гидратированные ионы

В растворах происходит хаотическое движение гидратированных ионов, они могут сталкиваться между собой и опять образовывать отдельные связи. Такой процесс называется ассоциацией.

Классификация электролитов

Все электролиты кроме ионов содержат молекулярные структуры, неспособные переносить разряд. Процентное содержание этих элементов оказывает прямое влияние на возможность проводить ток, параметр обозначается α и определяется по формуле:

Для вычисления берется отношение количества частиц, распавшихся на ионы к общему числу растворенных частиц. Степень распада определяется опытным путем, если она равняется нулю, то диссоциация полностью отсутствует, если равняется единице, то все вещества в электролите распались на ионы. С учетом химического состава электролиты имеют неодинаковую степень диссоциации, параметр зависит от природы и концентрации раствора, чем ниже концентрация, тем выше диссоциация. Согласно данным определениям все электролиты делятся на две группы.

Слабые электролиты. Имеют очень незначительную степень диссоциации, химические элементы почти не распадаются на ионы. К таким электролитам относится большинство неорганических и некоторые органические кислоты. Слабые электролиты расщепляются на ионы обратимо, процессы диссоциации и ассоциации по интенсивности могут сравниваться, раствор очень плохо проводит электрический ток.

Способность к диссоциации зависит от нескольких факторов, слабые электролиты во многом определяются химическими и физическими особенностями вещества. Важное значение имеет химический состав растворителя.

Сильные электролиты. Эти растворы в водных растворах интенсивно диссоциируют на ионы, сильные электролиты могут иметь степень диссоциации равную единице. К ним относятся почти весь перечень солей и многие кислоты неорганического происхождения. Сильные электролиты диссоциируют необратимо:

От каких факторов зависит степень диссоциации

Природа растворителя. Степень диссоциации веществ увеличивается прямо пропорционально полярности. Чем больше полярность, тем выше активность имеют сильные электролиты.
Температура во время подготовки раствора. Повышение температуры растворителя увеличивает активность ионов и их количество. Правда, при этом есть вероятность одновременного повышения ассимиляции. Процесс растворения веществ в растворителе должен непрерывно контролироваться, при обнаружении отклонений от заданных параметров немедленно вносятся корректировки.
Концентрация химических веществ. Чем выше концентрация, тем больше вероятность, что после растворения образуются слабые электролиты.

График зависимости константы диссоциации от концентрации

Главные положения теории электролитической диссоциацииСогласно существующей теории, электролитическая диссоциация позволяет растворам проводить электрический ток. В зависимости от этой способности они делятся на электролиты и неэлектролиты. Процесс распада веществ на ионы называется диссоциацией, положительно заряженные двигаются к катоду и называются катионами, негативно заряженные двигаются к аноду и называются анионами. Состав электролитов оказывает влияние на способность к диссоциации, технические нормы позволяют определять эту зависимость количественно.

С учетом получаемых после диссоциации ионов изменяется свойство электролитов. Вне зависимости от химического характера образуемых после диссоциации ионов, электролиты подразделяются на три большие классы:

1.Кислоты. В результате распада образуются анионы кислотного остатка и катионы водорода. Кислоты многоосновные могут преобразовываться по первой степени:

2. Основания. Электролиты, дисоциирующие на анионы гидроксогрупп и катионы металла.

3. Соли. Электролиты диссоциируют на анионы кислотного остатка и катионы металлов. Процесс происходит в одну ступень.

Химические свойства электролитов описываются при помощи химических уравнений и определяются свойствами образованных ионов. Для удаления вредных химических соединений, выделяемых в воздух во время диссоциации, используются химически нейтральные пластиковые воздуховоды.
Перспективы развития теории диссоциацииНа современном этапе развития теории ученые предпринимают попытки описать динамические и термодинамические свойства электролитов учитывая концепцию ионно-молекулярной структуры. Классическая теория считается примитивной, в ней ионы представляются как заряженные жесткие сферы. Главный недостаток традиционной теории – невозможность объяснить локальное снижение диэлектрической проницательности в первом приближении. Ряд растворителей поддается описанию физических свойств ступенчатой зависимостью, но протонные водные растворители имеют намного сложнее процессы релаксации.

Непримитивные модели, рассматривающие ионы в одинаковом масштабе, делятся на две группы:

Первая. Жидкие фазы рассматриваются как максимально разупорядочные кристаллы, размеры не более пяти молекулярных диаметров.
Вторая. Жидкости описываются как сильно неидеальные газы. Молекулы растворителя являются точными или обыкновенными диполями.

Зависимость диэлектрической проницаемости от расстояния между ионами

Неравновесные явления в растворах электролитов

Неравновесный распад объясняется несколькими физическими процессами.

Миграцией и диффузией ионов. Обуславливается сравнительно большим количеством ионных перескоков за единицу времени в сравнении с иными направлениями.

Контакт двух растворов с различными показателями концентрации

Эквивалентной и удельной электропроводностью. Электропроводность обеспечивается миграцией ионов, замеры выполняются таким способом, чтобы исключалось влияние градиента химического потенциала.

Принципиальная схема моста переменного тока во время измерения электропроводности

Числом переноса. Определяется суммой электрической проворности аниона и катиона. Доля тока называется электрическим числом переноса.

Схема определения числа переноса

Перемещение ионов в среде электрического поля по статистике является усредненным процессом, ионы делают беспорядочные перескоки, а элегическое поле оказывает только определенное влияние, точно рассчитать силу и вероятность влияния невозможно. В связи с этим, аналогия диссоциации с обыкновенным поступательным движением твердых тел весьма приближенная, но она позволяет принимать правильные качественные выводы.

Если вас интересует стоимость изготовления продукции, отправьте нам техническое задание на почту info@plast‑product.ru или позвоните по телефону 8 800 555‑17‑56

15.7: Электролиты и неэлектролиты — Химия LibreTexts

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 53843

Люди во всем мире бегают трусцой ради физических упражнений. По большей части бег трусцой может быть здоровым способом оставаться в форме. Однако у тех, кто занимается бегом в жару, могут возникнуть проблемы. Чрезмерное потоотделение может привести к потере электролитов, что может быть опасным для жизни. Ранние симптомы дефицита электролитов могут включать тошноту, утомляемость и головокружение. Если не лечить, люди могут испытывать мышечную слабость и учащение пульса (что может привести к сердечному приступу). Спортивные напитки можно употреблять для быстрого восстановления электролитов в организме.

Электролиты и неэлектролиты

Электролит представляет собой соединение, проводящее электрический ток, когда оно находится в водном растворе или расплавлено. Чтобы проводить ток, вещество должно содержать подвижные ионы, способные перемещаться от одного электрода к другому. Все ионные соединения являются электролитами. Когда ионные соединения растворяются, они распадаются на ионы, которые затем способны проводить ток (проводимость ). Даже нерастворимые ионные соединения, такие как $\ce{CaCO_3}$, являются электролитами, потому что они могут проводить ток в расплавленном (расплавленном) состоянии.

Неэлектролит представляет собой соединение, которое не проводит электрический ток ни в водном растворе, ни в расплавленном состоянии. Многие молекулярные соединения, такие как сахар или этанол, являются неэлектролитами. Когда эти соединения растворяются в воде, они не образуют ионов. На рисунке ниже показана разница между электролитом и неэлектролитом.

Рисунок $\PageIndex{1}$: Аппарат для измерения проводимости.

Роль электролитов в организме

Несколько электролитов играют важную роль в организме. Вот несколько важных электролитов:

1. Кальций — в костях и зубах. Также важен для сокращения мышц, свертывания крови и нервной функции.

2. Натрий – находится вне клетки. В основном участвует в водном балансе и передаче нервных сигналов.

3. Калий – основной катион внутри клетки. Важен для правильного функционирования сердца, мышц, почек и нервов.

4. Магний — в костях и клетках. Входит в состав мышц, костей, нервной системы, принимает участие во многих биохимических реакциях.

Резюме

Электролиты проводят электрический ток в растворе или в расплавленном состоянии.
Неэлектролиты не проводят электрический ток в растворе или в расплавленном состоянии.
Некоторые электролиты играют важную роль в организме.

Эта страница под названием 15.7: Электролиты и неэлектролиты распространяется под лицензией CK-12 и была создана, изменена и/или курирована Фондом CK-12 через исходный контент, отредактированный в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

ПОД ЛИЦЕНЗИЕЙ

Наверх

Была ли эта статья полезной?

Тип изделия

Раздел или Страница

Автор

Фонд СК-12

Лицензия

СК-12

Программа OER или Publisher

СК-12

Показать страницу TOC

№ на стр.
Теги
1. источник@https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-chemistry-flexbook-2.0/

Неэлектролит – определение, примеры и примеры решений

Неэлектролит представляет собой тип вещества, которое не ионизируется ни в расплавленном состоянии, ни в растворе. Эти вещества не имеют отчетливого ионизированного состояния. Из-за их плохого свойства диссоциации они часто являются плохими проводниками электричества. Более того, некоторые из этих неэлектролитов часто обладают изолирующим эффектом, когда речь идет о проводимости электрического тока. По сути, неэлектролит — это вещество, которое не распадается на ионы при перемешивании с раствором. Вещества с характеристиками, противоположными неэлектролитам, являются электролитами. Электролит легко диссоциирует при попадании в водный раствор. Следовательно, эти вещества также являются хорошими проводниками электричества. В этой статье мы сосредоточимся на химии неэлектролитов.

Примеры неэлектролитов

Неэлектролиты – это химические соединения, которые не ионизируются, даже когда мы растворяем их в растворе. Поэтому растворы, содержащие растворенное вещество, не являющееся электролитом, обычно недостаточно проводят электричество. Некоторые неэлектролиты не проводят ток. Эти соединения обычно связаны ковалентными связями, а не ионными взаимодействиями.

Давайте обсудим два примера неэлектролитов. Очень распространенным неэлектролитом был бы сахар. Если говорить конкретно, то глюкоза, являющаяся разновидностью сахара, является хорошим примером неэлектролита. Глюкоза имеет химическую формулу C6h22O6. Глюкоза легко растворяется в воде, но не расщепляется на ионы при растворении. Поэтому мы говорим, что глюкоза является примером неэлектролита. Это явление также является причиной того, что растворы, содержащие сахар, не проводят электричество. Соль, с другой стороны, является блестящим электролитом.

Другим распространенным примером неэлектролита является органическое соединение, известное как этанол или этиловый спирт. Как и большинство органических соединений, этанол ковалентен и поэтому не ионизируется.

Отличие электролитов от неэлектролитов

При изучении электрохимии и изучении свойств химии неэлектролитов важно уметь различать электролит и неэлектролит. Два набора веществ имеют разную природу, они вступают в разные реакции и вообще имеют разное образование. На этом отрезке будем отделять неэлектролит от электролита с помощью двух точек.

Соединения, которые ведут себя как электролиты, всегда являются ионными. Их образование связано с объединением ионов. Электролиты удерживаются вместе ионными связями. Когда мы растворяем такое вещество в водном растворе или любом полярном растворителе, мы видим диссоциацию ионных связей. При диссоциации мы получаем пары катионов и анионов, которые затем помогают переносить электричество. Все ионные соли действуют как очень сильные электролиты.
В случае неэлектролитов образование соединений обычно включает образование ковалентной связи. Ковалентные связи неполярны, что означает отсутствие разделения зарядов. Благодаря неполярному свойству этих соединений неэлектролиты не диссоциируют на положительную и отрицательную части при перемешивании с растворителем. По этой причине неэлектролиты не проводят электричество.

Решенные примеры

Q1. Что вы называете веществом, которое не диссоциирует в водном растворе или полярном растворителе и растворяется с образованием непроводящего раствора?

электролит
раствор
неэлектролит
проводник

9 0014

Ответ: Вещество, которое не диссоциирует в водном растворе или полярном растворителе и растворяется с образованием непроводящего раствора, называется неэлектролит.

Q2. Что такое нелетучий неэлектролит?

Ответ: Нелетучим неэлектролитом называется молекула, содержащая ковалентные связи, которая не образует:

при добавлении в растворитель. Эти соединения или молекулы имеют особую особенность, которая помогает в количественном анализе этих веществ. Особое свойство этих веществ состоит в том, что их коллигативные концентрации совпадают со значением их молярной концентрации, что значительно облегчает расчеты с экспериментальными данными.

Q3. Называем ли мы хлорид натрия электролитом или неэлектролитом?

Ответ: Хлорид натрия является врожденным ионным соединением. Структура соединения такова, что оно очень легко ионизируется в любом полярном растворителе. Образование самого хлорида натрия происходит при соединении двух ионов, а именно катиона натрия и аниона хлорида. При помещении в растворитель, такой как вода, соединение разделяется на ионы Na+ и Cl-. Следовательно, хлорид натрия является не неэлектролитом, а очень сильным электролитом.

Основные примеры неэлектролитов

В химии есть некоторые общеизвестные неэлектролиты. Давайте разберемся с несколькими примерами ниже.

Нафталин

Нафталиновые шарики, широко известные как нафталиновые шарики, относятся к категории неэлектролитов. Химический состав нафталиновых шариков С10Н8, поэтому он содержит 10 атомов углерода и 8 атомов водорода, как два бензольных кольца, сплавленных друг в друга, химическая структура нафталина не позволяет ему ионизироваться в воде, так как он неполярен в воде. природа. Следовательно, это неэлектролит. При комнатной температуре нафталин переходит из твердого состояния в парообразное. Таким образом, никто не находит никаких следов от него с течением времени.

Бензол

Бензол представляет собой углеводородное соединение с химической формулой C6H6. Это циклический углеводородный химикат, который также неполярен по своей природе. Хотя мы можем не сталкиваться с бензолом напрямую в нашей повседневной жизни, он все же содержится в различных продуктах, которые мы используем. Бензол используется в производстве пластмасс, смол, смазочных материалов, резины, красителей и моющих средств. Поскольку бензол неполярен, он не растворяется в полярных растворителях, таких как вода. Таким образом, ионизация не наблюдается, что делает его неэлектролитом.

Хлороформ

Хлороформ также известен как трихлорметан с химической формулой CHCl ₃ . Это бесцветная жидкость с резким запахом. Электрический заряд в трихлорметане распределен неравномерно, поэтому он действует как неполярное соединение. Хотя он диссоциирует в полярном растворителе, он диссоциирует в виде молекул, а не ионов. Таким образом, он считается неэлектролитом.

Ацетон

Ацетон обычно называют пропаноном.

Что называют неэлектролитами: Электролиты, неэлектролиты, электролитическая диссоциация — урок. Химия, 8 класс.