Wat is een sterke elektrolyt?
In de chemie is een sterke elektrolyt een stof die volledig oplost wanneer deze in water wordt geplaatst. Wanneer het oplost, dissocieert een sterke elektrolyt in zowel positief als negatief geladen moleculen of atomen, respectievelijk kationen en anionen genoemd. Deze elektrolyten kunnen elektriciteit geleiden in hun opgeloste toestand, maar niet in hun vaste vorm. Het zijn meestal zouten en sterke zuren en basen.
Elektrolyten hebben drie categorieën: sterk, zwak en niet-elektrolyten. Een sterke elektrolyt dissocieert volledig of bijna volledig wanneer hij in water wordt geplaatst, terwijl een zwakke elektrolyt slechts gedeeltelijk dissocieert en een niet-elektrolyt intact blijft. De meeste moleculen die in water kunnen worden afgebroken, worden bij elkaar gehouden door ionische bindingen.
Ionische bindingen treden op wanneer twee atomen of moleculen één elektron delen. Wanneer de binding breekt, behoudt een van de atomen het gedeelde elektron. Omdat elektronen negatief geladen zijn, wordt het atoom dat een elektron heeft verkregen negatief geladen, en wordt het atoom dat het elektron verloor positief geladen. De positieve lading ontstaat wanneer het aantal protonen, dat positief is geladen, in de kern van het atoom niet langer gelijk is aan het aantal elektronen, dat negatief is geladen.
De vorming van deze positief en negatief geladen ionen, kationen en anionen genoemd, is wat een sterke elektrolyt in staat stelt elektriciteit te geleiden. Hoe meer ionen in de oplossing, hoe sterker de elektrische geleiding. Elektrolytische cellen gebruiken dit principe. Een sterke elektrolyt wordt opgelost in water en twee staven, de kathode en anode genoemd, zijn verbonden met positieve en negatieve elektrische output. De elektrische stroom stroomt door de anode, over de oplossing en verlaat de kathode, waardoor een elektrisch circuit ontstaat.
Omdat sterke elektrolyten ofwel sterke zuren, zouten of sterke basen zijn, kunnen ze vaak worden bepaald door te kijken naar hun moleculaire formule. Zouten zijn in het algemeen een metaal gebonden aan een ander element. Natriumchloride (NaCl), algemeen bekend als tafelzout, is een van de gemakkelijkst te herkennen zouten. De moleculaire formule voor sterke basen begint meestal ook met een metaal, maar eindigt meestal met een hydroxidemolecuul (OH). Als stikstof (N) in de moleculaire formule voor een base zit, is het hoogstwaarschijnlijk een zwakke, in plaats van een sterke, base en daarom ook een zwakke elektrolyt.
De meeste zuren zijn zwakke zuren en kunnen gemakkelijk worden geïdentificeerd door het waterstofatoom (H) dat hun moleculaire formules start. De zeven sterke zuren beginnen echter ook met waterstof en worden eenvoudig onthouden door wetenschappers die met sterke elektrolyten werken. De sterke zuren zijn waterstofbromide (HBr), waterstofjodide (HI), zwavelzuur (H 2 SO 4 ), salpeterzuur (HNO 3 ), perchloorzuur (HClO 4 ), chloorzuur (HClO 3 ) en zoutzuur ( HCl).