Czy kiedykolwiek słyszałeś o roztworach elektrolitów? Być może to, co pojawia się na pierwszym miejscu, to rodzaj orzeźwiającego napoju po wysiłku, który ma zastąpić jony w organizmie. W rzeczywistości nie. Czym właściwie jest roztwór elektrolitu? Czy możemy sklasyfikować wszystkie rozwiązania jako tego typu?
Sam roztwór jest jednorodną mieszaniną substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika. W roztworze ilość substancji rozpuszczonej jest mniejsza niż rozpuszczalnika. Zwykle rozpuszczalnikiem stosowanym w roztworze jest woda, podczas gdy substancja rozpuszczona może być stała, ciekła lub gazowa.
Michael Faraday jako pierwszy odkrył, że rozwiązania mogą przewodzić prąd. Na podstawie przewodnictwa elektrycznego roztwór dzieli się na dwa, a mianowicie elektrolity i nieelektrolity. Sam roztwór elektrolitu dzieli się dalej na elektrolity mocne i elektrolity słabe.
(Przeczytaj także: Zrozumienie procesu miareczkowania kwasowo-zasadowego, co to jest?)
Roztwór elektrolitu to roztwór, który może przewodzić prąd elektryczny. Przewodnictwo elektryczne może wystąpić z powodu obecności jonów dodatnich i jonów ujemnych poruszających się. Im więcej wytworzonych jonów, tym silniejsze przewodnictwo elektryczne roztworu.
To rozwiązanie składa się z substancji rozpuszczonych, które mogą przewodzić prąd elektryczny. Po rozpuszczeniu w wodzie substancja rozpada się na jony składowe. Jony te mogą mieć postać dodatnio naładowanych kationów (przykład: Na +, Ca2 +, Al3 +) lub ujemnie naładowanych anionów (przykład: SO42-, Cl–, OH–).
Po podłączeniu do elektrody jony w roztworze będą się poruszać zgodnie ze swoimi właściwościami. Jony dodatnie będą przemieszczać się w kierunku elektrody ujemnej, podczas gdy jony ujemne będą przemieszczać się w kierunku elektrody dodatniej. Dlatego roztwory zawierające jony mogą przewodzić prąd elektryczny.
Jeśli tak, jakie rozwiązania mogą przewodzić prąd? W zależności od rodzaju roztworu istnieją trzy rodzaje roztworów elektrolitów, a mianowicie roztwory kwaśne, roztwory zasadowe i roztwory soli.
Roztwór kwaśny to substancja, która po rozpuszczeniu w wodzie wytworzy jony H +, na przykład HCL, H2WIĘC4i ocet. Tymczasem roztwory alkaliczne to substancje, które po rozpuszczeniu w wodzie wytworzą jony OH, na przykład NaOH i KOH. Ostatnim rodzajem roztworu jest roztwór soli, czyli substancja, która powstaje w wyniku reakcji kwasów i zasad, na przykład NH4Cl i NaCl.
Ze względu na rodzaj wiązania roztwór elektrolitu dzieli się na dwa, a mianowicie związki jonowe i polarne związki kowalencyjne. Przykładami związków wchodzących w skład związków jonowych są MgCl2 i AlCl3. Tymczasem związki zawarte w polarnych związkach kowalencyjnych to HCl, HI i NH3.
To rozwiązanie można również sklasyfikować ze względu na jego zdolność do przewodzenia energii elektrycznej, a mianowicie roztwory mocnych i słabych elektrolitów.
Roztwór mocnego elektrolitu to rodzaj roztworu, który ma doskonałe przewodnictwo elektryczne, ponieważ zawiera wiele wolnych jonów. Wolny jon jest wynikiem całkowitej jonizacji, ponieważ wszystkie elektrolity są rozkładane na jony. Przykładem jest to, że NaCl całkowicie rozkłada się w wodzie na jony Na + i Cl–.
W przeciwieństwie do tego słaby roztwór elektrolitu to roztwór o słabej przewodności elektrycznej. Jest to spowodowane brakiem jonów, które mogą swobodnie poruszać się w roztworze, ponieważ następuje tylko częściowa jonizacja, co oznacza, że tylko część substancji rozpada się na jony. Przykładem takiego rozwiązania jest niepełna jonizacja kwasu octowego (CH3COOH) staje się jonem CH3Jony COO– i H +.
