Электролититҳо: мисолҳо. Таркиб ва хосиятҳои электролитҳо. Электролити қавӣ ва заиф

Электролитиҳо аз рӯи кимиёвӣ аз замони қадим маълуманд. Бо вуҷуди ин, аксарияти соҳаҳои барномаҳои онҳо нисбатан наздик ба даст оварданд. Мо соҳаҳои афзалиятноки саноатро барои истифодаи ин моддаҳо муҳокима хоҳем кард ва фаҳмед, ки чӣ гуна охирин намояндагӣ ва чӣ гуна онҳо аз якдигар фарқ мекунанд. Аммо биёед бо сайри таърихӣ оғоз кунем.

Таърих

Электролити қадимтарини этанолҳо намакҳо ва оксидҳо, ки дар дунёи қадим ошкор шудаанд, мебошанд. Бо вуҷуди ин, идеяҳо дар бораи сохтор ва хусусиятҳои электролитҳо бо вақт инкишоф меёбанд. Теҳронҳои ин равандҳо, ки дар солҳои 1880-ум оғоз ёфтаанд, вақте ки якчанд кашфиётҳо вобаста ба назарияи моликияти электролитӣ алоқаманданд. Дар назарияи назарияи механизмҳои алоқамандии электролит бо об (дар асл, танҳо дар ҳалли онҳое, ки ин хусусиятҳоро, ки онҳоро дар соҳаи саноат истифода мебаранд) пайдо мекунанд.

Акнун мо дар якчанд тафаккурҳо, ки ба рушди эволютсияҳо оид ба электролитҳо ва хусусиятҳои онҳо таъсири калон мерасонанд, муҳокима хоҳем кард. Ва бо назарияи маъмултарин ва оддӣ оғоз кунед, ки ҳар яки мо дар мактаб гузаштем.

Таъсири таркиби электролити Arrhenius

Дар 1887 дар кимиёшинос Шветсия Svante Arrhenius ва Русия-Олмон кимиёшинос Вилҳелм Ostwald таҳия назарияи dissociation электролитӣ. Бо вуҷуди ин, дар инҷо низ ин хеле оддӣ аст. Arrhenius худаш тарафдорони назарияи ҷудоии физикии ҳалли он буд, ки муносибати моддаҳои органикӣ бо обро ба эътибор нагирифтааст ва изҳор дошт, ки дар ҳалли онҳо ҷудокунии ройгон вуҷуд дорад. Бо ин роҳ, аз чунин ҷойҳое, ки дар феҳристи электролитизм дар мактабҳо имрӯз баррасӣ карда мешавад.

Биёед ҳама чизро дар бораи ин назария баён кунем ва механизми муносибати моддиро бо об шарҳ диҳем. Мисли дигарҳо, ӯ чанд постулаҳо дорад:

1. Ҳангоми муомила бо об, мавод ба ions (мусбат ва манфӣ) меоварад. Ин қисматҳо ҳашаротро дар бар мегиранд: онҳо молекулаҳои обро ҷалб мекунанд, ки дар натиҷа ба як тарафи як тараф мусодира карда мешаванд ва аз тарафи дигар - манфӣ (формулаи формуларо ташкил медиҳанд), ки дар натиҷа ба ҳаваскорон (ҳалшавандаҳо) ташаккул меёбад.

2. Раванди парокандашави бозгаштан аст, яъне, агар модда ба ions ларзиш гирад, пас зери таъсири баъзе омилҳо он метавонад бори аввал гардад.

3. Агар шумо электротҳоро ба ҳалли мушкилот пайваст кунед ва саршавии кунҷро оғоз кунед, катионҳо ба электродҳои манфӣ - катот ва аномидҳо ба таври мусбат пардохта мешаванд - анод. Ин аст, ки чаро моддаҳое, ки дар об ҳалшаванда хеле обро беҳтар аз об об мекунанд. Барои ҳамин, онҳо ба электролитҳо номгузорӣ шуданд.

4. Дараҷаи dissociation аз electrolyte тавсиф фоизӣ моҳият мавриди бекор. Ин нишондиҳанда аз хусусиятҳои ҳалшаванда ва аксуламали аз ҳама зиёдашуда, дар консентратсияи охирин ва дар ҳарорати беруна вобаста аст.

Дар ин ҷо, дар асл, ва ҳамаи постулаҳои асосӣ ин назарияи оддӣ. Мо онҳоро дар ин мақола истифода мебарем, то он чизе, ки дар ҳалли электролиҳо рӯй медиҳад, истифода мебарем. Намунаҳои ин пайвастагиҳо баъдтар баррасӣ мешаванд, вале ҳоло мо назарияи назариро баррасӣ мекунем.

Теорияи кислотаҳо ва базаҳои Люис

Нисбат ба назарияи таркиби электролитикӣ, кислотаи матоъест, ки дар он ҳалли катогини гидроген мавҷуд аст, ва пойгоҳи додашударо ба хокияи ҳидроксиди ҳалли ҳалкунанда тақсим мекунад. Таҳлили дигари он, ки номбаркунандаи машҳури Гилбер Льюис ном дорад, вуҷуд дорад. Он ба мо имкон медиҳад, ки консепсияи кислота ва пойгоҳи навро васеъ намоем. Бино ба назарияи Люис, кислотаи - ба ions аст ва ё молекулаҳои моддаҳои, ки orbitals электрон озод ва наметавонед ба қабул кардани электрон аз молекулаи дигар. Боварӣ ҳосил кардан осон аст, ки пойгоҳҳо ин қисмҳоеро, ки метавонанд як ё якчанд электронҳои худро барои истифодаи "кислотаҳо" диҳад. Ин дар он ҷо хеле шавқовар аст, ки кислота ё пойгоҳи танҳо на электролит, балки ягон модда, ҳатто дар об ҳалнашаванда аст.

Тарҷумаи прототипи Brandsted-Lowry

Дар соли 1923 мутаносибан мутаносибан, ду олимон - Ҷ. Бронсон ва Т. Лайри - таҳияи пешниҳод, ки акнун аз ҷониби олимон фаъолона равандҳои кимиёвӣ истифода бурда мешавад. Мафҳуми ин назария ин аст, ки маънои фрагмент ба интиқоли протон аз acid-ро ба пойгоҳ кам карда мешавад. Ҳамин тариқ, дар охир дар ин ҷо ҳамчун қабулкунандаи протокол фаҳмида мешавад. Пас аз он кислотаи донор аст. Ин назария инчунин мавҷудияти моддаҳое, ки моликият ва оксидҳо ва базаҳои намоиш медиҳанд, хуб мефаҳмонанд. Чунин элементҳо амфотерик номида мешаванд. Дар назарияи бронро-Нюри, калимаҳои амфолтҳо низ барои онҳо истифода мешаванд, дар ҳоле ки кислотаҳо ё асосҳо одатан protoliths ном доранд.

Мо ба қисмати навбатии мақола омадаем. Дар ин ҷо мо тавсиф мекунем, ки чӣ гуна электролитҳои гуногуни қавӣ ва заъиф аз якдигар фарқ мекунанд ва таъсири омилҳои берунаро ба хусусиятҳои онҳо муҳокима мекунанд. Ва он гоҳ мо ба амалисозии амалии онҳо шурӯъ мекунем.

Электролити қавӣ ва заиф

Ҳар як мавод бо об алоҳида муомила мекунад. Баъзеҳо онро хуб мешиносанд (масалан, намак мизоҷ), ва баъзеҳо ҳама чизро (масалан, равған) пароканда намекунанд. Ҳамин тавр, ҳамаи моддаҳо ба электролитҳои сахт ва суст тақсим карда мешаванд. Дар охирин моддаҳое ҳастанд, ки бо об нуфуз доранд ва дар поёни ҳалли ҳал қарор доранд. Ин маънои онро дорад, ки онҳо дараҷаи хеле пасти тафовут ва энергияи бардавом доранд, ки ба моликияти он дар шароити муқаррарӣ iono-ро ба тақсимоти оҳании он монеъ месозад. Бартарафсозии электролитизмҳои заиф бо оҳиста-оҳиста, ё бо зиёдшавии ҳарорат ва консентратсияи ин мавод дар ҳалли мазкур рух медиҳанд.

Биёед дар бораи электролитизҳои қавӣ гап занем. Инҳо ҳамаи намакҳои ҳалшаванда, инчунин кислотаи қавӣ ва alkalis мебошанд. Онҳо ба осонӣ ба ions меафтанд ва барои нигаҳдории онҳо дар қабати онҳо хеле душвор аст. Бо роҳи, акнун дар электролитҳо аз ҷониби ions, ки дар ҳалли ҳалимона ба амал меояд, иҷро карда мешавад. Аз ин рӯ, беҳтарин электролит ҷорӣ. Намунаҳои охирин: кислотаҳои қавӣ, alkalis, намакҳои ҳалкунанда.

Омилҳое, ки ба рафтори электролитҳо таъсир мерасонанд

Ҳоло дар чӣ гуна тағйирот ба муњити беруна оид ба таъсир назар хосиятҳои моддаҳои. Консентрат ба таври мустақим ба дараҷаи ихроҷи электролит таъсир мерасонад. Ғайр аз ин, ин муносибат метавонад математикаро ифода кунад. Дар қонун, ки ба ин муносибат тасвир, даъват қонуни dilution аз Ostwald ва ҳамчун навишта шудааст: а = (K / с) 1/2. Дар ин ҷо, як дараҷаи диспансерӣ (дар фракцияҳо гирифта шудааст), K доимист, доимо барои ҳар як модда, ва c консентратсияи электролит дар ҳалли он аст. Бо формулаи мазкур як шахс метавонад дар бораи модда ва рафтори он дар ҳалли бисёр чизҳо маълумот пайдо кунад.

Аммо мо аз мавзӯъ дур шудем. Илова ба консентратсия, дараҷаи ихтилоли низ бо ҳарорати электролит таъсир мерасонад. Барои аксари моддаҳо, афзоиши он ҳалшаванда ва фаъолияти химиявиро меафзояд. Ин он аст, ки тарзи баъзе реаксияҳо танҳо дар ҳарорати баланд баланд бошад. Дар шароитҳои оддии онҳо, онҳо хеле оҳиста ё ҳар ду самт мераванд (ин раванд номида мешавад).

Мо омилҳое, ки рафтори чунин системаро ҳамчун ҳалли электролиз муайян мекунанд. Акнун биёед ба амалисозии амалии инҳо, бешубҳа, кимиёвӣ хеле муҳим рӯй.

Истифодаи саноатӣ

Албатта, ҳама одамон калимаҳои "электрикӣ" -ро ҳамчун батарея истифода бурдаанд. Дар мошин батареяи резинӣ-утоқро истифода мебарад, нақши электролит дар он 40% кислотаи сулфатро иҷро мекунад. Барои фаҳмидани чаро зарурати ин мавод вуҷуд дорад, хусусияти батареяро фаҳмидан зарур аст.

Пас, принсипи ягон батарея кадом аст? Дар онҳо, реаксияи бозгашти тағйирёбандаи як модда ба дигараш, дар натиҷаи он электрҳо озод карда мешаванд. Ҳангоме ки батарея пардохт карда мешавад, ҳамкорӣ бо моддаҳо, ки дар шароити муқаррарӣ ба даст намеояд. Ин метавонад ба монанди ҷамъшавии қувваи барқ дар як модда дар натиҷаи реаксияи химиявӣ фикр карда шавад. Вақте, ки экспресс оғоз меёбад, тағйироти баръакс шурӯъ мешавад ва системаи системаро ба давлати ибтидоӣ пеш мебарад. Ин ду раванди якҷоя як давраи даврии пардохтиро ташкил медиҳанд.

Биёед, ки раванди мазкурро дар мисоли мушаххас дида бароем. Тавре осон барои сарфаҳм расидан аст, манбаъи ҷорӣ иборат аз унсури иборат ӯҳда (ӯҳда diokisd ва PbO ₂₎ ва кислотаи. Ҳар як батарея аз электротҳо ва фазои байни онҳо, ки танҳо бо электролит пур карда шудааст. Дар охир, чунон ки мо аллакай фаҳмидем, дар намунаи мо кислотаи сулфураи бо консентратсияи 40 фоиз истифода мешавад. Кататияи чунин батарея аз dioxide роҳ дода шудааст, ва анод аз роҳҳои сафед иборат аст. Ҳама ин сабаб, ки дар ин ду электродҳо реаксияҳои гуногуни кирдорро дар бар мегиранд, ки ба он кислота ҷудо карда шудааст:

1. PbO ₂ + SO ₄ ^{2- + 4H + + 2e - =} PbSO ₄ + 2H ₂ O (аксуламали дар электрод манфии рух - cathode).
2. Pb + SO ₄ ^{2- -} 2e - = PbSO ₄ (аксуламали дар электроди мусбат рух - ба anode).

Агар мо реаксияҳоро аз тарафи чап ба ростро хонем, равандҳои ҳангоми баровардани батарея, ва агар аз рост ба чап - дар вақти пардохт сарф карда шаванд. Ҳар як манбаи ҷорӣ кимиёвии ин реаксияњои мухталиф аст, аммо механизми пайдоиши онҳо дар маҷмӯъ ба ҳамин тасвир мекунад: ду равандҳо, ки яке аз онњо электрон доранд, «ғарқи» вуҷуд дорад ва аз тарафи дигар, баръакс, «бирав». Хусусияти муњим он аст, ки шумораи электронњои электромдор ба шумораи электронњои эфирї баробар аст.

Дар асл, илова бар батареяҳо, бисёре аз барномаҳои ин моддаҳо мавҷуданд. Умуман, электролитҳо, намунаҳои он, ки мо додаем, танҳо як ғалладонагиҳои гуногуне, ки дар ин муддат муттаҳид шудаанд, мебошанд. Онҳо дар ҳар ҷое, ки дар куҷо ҳастанд, гирди ҳам меоянд. Ин ҷо, масалан, ҷисми инсон аст. Оё шумо фикр мекунед, ки ин маводҳо вуҷуд надоранд? Бисёр хато. Онҳо ҳама дар ҳама ҷо ҳастанд ва шумораи зиёди шумораи эритроситҳои хун ташаккул меёбанд. Инҳоянд, масалан, оҳанҳои оҳан, ки қисми гемоглобин ҳастанд ва оксигени нақлиёне ба баданҳои мо кӯмак мерасонанд. Электролитиҳои хун низ дар танзими тавозуни об ва кори дил нақши калидӣ мебозанд. Ин функсия аз ҷониби калий ва сиёҳҳо анҷом дода мешавад (ҳатто дар раванди ҳуҷайраҳо, ки насоси калий-натрий номида мешавад) вуҷуд дорад.

Ҳар гуна моддаҳое, ки шумо каме каме каме электролити пароканда карда наметавонед. Ва ҳеҷ гуна филиали саноатӣ ва ҳаёти мо бо шумо, ҳарчанд ки онҳо истифода мешаванд. Ин танҳо батареяҳо дар автомобилҳо ва батареяҳо нест. Ин ҳама гуна истеҳсолоти химиявӣ ва хӯрокворӣ, заводҳои ҳарбӣ, корхонаҳои либос ва ғайра мебошад.

Дар таркиби эритронит, бо роҳи роҳ фарқ мекунад. Ҳамин тавр, мумкин аст, ки электролити кислота ва элементҳои спиртдорро ҷудо созанд. Онҳо асосан дар моликияти онҳо фарқ мекунанд: чуноне ки мо аллакай гуфтем, кислотаи донорҳо ва алкоголизм - қабулкунандагон мебошанд. Аммо бо гузашти таркиби электролит дар натиҷаи талафоти қисмҳои тағйирёфта тағйир меёбад, консентратҳо коҳиш ё афзоиш меварзанд (ҳама чиз вобаста ба талафот, об ё электролит вобаста аст).

Мо бо онҳо ҳар рӯз рӯ ба рӯ мешавем, вале хеле кам одамон ба таври дақиқ фаҳмидани чунин мафҳуми электролитҳо медонанд. Намунаҳои моддаҳои мушаххас, мо суст карда шудаем, бинобар ин, биёед ба консепсияҳои каме бештар мураккаб шавем.

Хусусиятҳои физики электролитҳо

Акнун дар бораи физика. Хусусияти муҳиме, ки ҳангоми омӯзиши ин мавзӯъ фаҳмидан мумкин аст, ки ҳоло дар электролитҳо интиқол дода мешавад. Нақши калидӣ дар ин ҳолат аз ҷониби ions гирифта мешавад. Ин қисмҳои пардохтшуда метавонанд аз як қисми ҳалли дигар интиқол дода шаванд. Ҳамин тавр, анорҳо ҳамеша ба электродҳои мусбӣ ва котибҳо ба электро манфӣ меоранд. Ҳамин тариқ, бо ҳалли мушкилоти мавҷудаи электрикӣ амал мекунад, мо айбро ба қисмҳои гуногуни система тақсим мекунем.

Хеле ҷолиб аст хусусияти физикӣ, масалан зичии он. Бисёре аз хосиятҳои ҷузвдонҳо дар муҳокима вобаста аст. Ва аксар вақт савол ба миён меояд: "Чӣ тавр ба зичии электролит?" Дар асл, ҷавоб хеле осон аст: шумо бояд мӯҳтавои обро ҳал кунед. Азбаски зичии electrolyte асосан муайян зичии кислотаи сулфат, он асосан дар бораи тамаркузи ниҳоӣ вобаста аст. Дар ин ҷо ду роҳ вуҷуд дорад. Аввалан кофӣ аст: сӯзанаки барқи батареяро напазед. Барои ин кор кардан лозим аст, то ки гармии дохили меъёри каме баландтар аз 100 дараҷа баланд бошад. Агар ин усул кӯмак расонида натавонад, ташвиш надиҳед, як чизи дигар вуҷуд дорад: танҳо як аллакай электролиетро бо як нав иваз кунед. Барои ин корро, ҳалли солимро холӣ кунед, даруни даруни галаи сулфатро бо оби даҳон тоза кунед, ва сипас дар қисмати нав рехт. Одатан, сифати қарорҳои electrolyte, ки дарҳол арзиши консентратсияи дилхоҳро дошта бошад. Пас аз иваз кардан, шумо метавонед дар бораи он, ки чӣ тавр ба зичии электролитӣ дароз кардани он фаромӯш карда метавонед.

Таркиби эритроситҳо асосан хусусиятҳои худро муайян мекунад. Чунин хусусиятҳое, ки гузариши барқӣ ва зичии масолеҳ, масалан, ба хусусияти маводҳои лалмӣ ва тамаркузи он вобастаанд, вобаста аст. Саволи алоҳида дар бораи чӣ қадар электролити батарея метавонад бошад. Дар асл, ҳаҷми он бевосита ба иқтидори эълоншудаи маҳсулот алоқаманд аст. Кислотаи сулфат дар дохили батарея, аз он қувваттар аст, яъне, баландии қобилияти эҷодшаванда имкон медиҳад.

Where is it useful?

Агар шумо хоҳед, ки дилбастагии мошин ё танҳо мошинҳоро дӯст доред, пас ҳама чизро худатон мефаҳмед. Албатта, шумо ҳатто медонед, ки чӣ қадар муайян кардани электролит дар батарея аст. Ва агар шумо аз автомобил дурӣ бошед, пас дониши хусусиятҳои ин моддаҳо, барномаҳои онҳо ва чӣ гуна онҳо бо якдигар муносибат хоҳанд кард. Донистани ин, шумо ҳангоми гум шудан, хоҳед, ки кадом электролит дар батарея аст. Гарчанде ки ҳатто агар шумо автомобил набошед, аммо шумо мошин доред, дониши дастгоҳи батарея хеле зиёд нест ва ба шумо дар таъмир кӯмак мекунад. Он қадар осонтар ва арзонтар аст, барои ҳама чизро худат, на ба маркази мошин рафтан.

Ва барои беҳтар кардани ин мавзӯъ, мо тавсия медиҳем, ки хондани китоби химия барои мактабҳо ва донишгоҳҳо тавсия дода шавад. Агар шумо ин илмро хуб медонед ва китобҳои кофӣ хонед, беҳтарин вариат "Манбаъҳои кимиёвии имрӯз" Varypaев хоҳад буд. Дар он ҷо, тамоми назарияи фаъолияти аккумуляторҳо, батареяҳои гуногун ва унсурҳои гидрогенро ба таври муфассал шарҳ дода шудаанд.

Хулоса

Мо ба охир расидем. Биёед ҷамъ меоем. Пеш аз ҳама мо ҳама чизеро, ки чунин консепсияро ҳамчун электролитҳо таҳлил карда буданд, мисолҳо, назарияи сохтор ва хусусият, функсияҳо ва барномаҳо. Бори дигар ин аст, ки гуфтан мумкин аст, ки ин пайвастагиҳо як қисми ҳаёти мо ҳастанд, ки бе ин ки ҷисми мо ва тамоми соҳаҳои саноат вуҷуд надоранд. Шумо дар бораи электролитҳои хун дар хотир доред? Бо шарофати онҳо мо зиндагӣ мекунем. Дар бораи мошинҳои мо чӣ гуфтан мумкин аст? Бо ёрии ин дониш, мо метавонем мушкилоти марбут ба батареяро ҳал кунем, зеро ҳоло мо фаҳмидани он ки чӣ тавр зичии электролитро баланд бардоштем.

Ҳама чиз гуфта наметавонанд ва мо чунин мақсадро муайян накардаем. Баъд аз ҳама, ин на ҳама чизро дар бораи ин моддаҳои аҷиб дода метавонад.