Was ist ein starker Elektrolyt?
In der Chemie ist ein starker Elektrolyt eine Substanz, die sich beim Einbringen in Wasser vollständig auflöst. Wenn es sich auflöst, dissoziiert ein starker Elektrolyt sowohl in positiv als auch negativ geladene Moleküle oder Atome, die als Kationen bzw. Anionen bezeichnet werden. Diese Elektrolyte können Elektrizität in ihren gelösten Zuständen leiten, jedoch nicht in ihren festen Formen. Sie sind in der Regel Salze und starke Säuren und Basen.
Elektrolyte lassen sich in drei Kategorien einteilen: Starke, schwache und Nichtelektrolyte. Ein starker Elektrolyt dissoziiert vollständig oder fast vollständig, wenn er in Wasser gegeben wird, während ein schwacher Elektrolyt nur teilweise dissoziiert und ein Nichtelektrolyt ganz bleibt. Die meisten Moleküle, die in Wasser zerbrochen werden können, werden durch Ionenbindungen zusammengehalten.
Ionenbindungen entstehen, wenn sich zwei Atome oder Moleküle ein Elektron teilen. Wenn die Bindung aufbricht, hält eines der Atome das gemeinsame Elektron zurück. Da Elektronen negativ geladen sind, wird das Atom, das ein Elektron gewonnen hat, negativ geladen, und das Atom, das das Elektron verloren hat, wird positiv geladen. Die positive Ladung entsteht, wenn die Anzahl der positiv geladenen Protonen im Atomkern nicht mehr der Anzahl der negativ geladenen Elektronen entspricht.
Durch die Bildung dieser positiv und negativ geladenen Ionen, Kationen und Anionen genannt, kann ein starker Elektrolyt Elektrizität leiten. Je mehr Ionen sich in der Lösung befinden, desto stärker ist die elektrische Leitung. Elektrolysezellen nutzen dieses Prinzip. Ein starker Elektrolyt wird in Wasser gelöst und zwei Stäbe, die als Kathode und Anode bezeichnet werden, sind mit einem positiven und einem negativen elektrischen Ausgang verbunden. Der elektrische Strom fließt durch die Anode über die Lösung und tritt aus der Kathode aus, wodurch ein elektrischer Stromkreis entsteht.
Da starke Elektrolyte entweder starke Säuren, Salze oder starke Basen sind, können sie häufig anhand ihrer Summenformel bestimmt werden. Salze sind im Allgemeinen ein Metall, das an ein anderes Element gebunden ist. Natriumchlorid (NaCl), allgemein als Tafelsalz bekannt, ist eines der am leichtesten zu erkennenden Salze. Die Summenformel für starke Basen beginnt üblicherweise mit einem Metall, endet jedoch im Allgemeinen mit einem Hydroxidmolekül (OH). Wenn Stickstoff (N) in der Summenformel für eine Base enthalten ist, handelt es sich höchstwahrscheinlich eher um eine schwache als um eine starke Base und damit auch um einen schwachen Elektrolyten.
Die meisten Säuren sind schwache Säuren und können leicht durch das Wasserstoffatom (H) identifiziert werden, das ihre Molekülformeln beginnt. Die sieben starken Säuren beginnen jedoch auch mit Wasserstoff und werden einfach von Wissenschaftlern auswendig gelernt, die mit starken Elektrolyten arbeiten. Die starken Säuren sind Bromwasserstoff (HBr), Jodwasserstoff (HI), Schwefelsäure (H 2 SO 4 ), Salpetersäure (HNO 3 ), Perchlorsäure (HClO 4 ), Chlorsäure (HClO 3 ) und Salzsäure ( HCl).