Co to jest silny elektrolit?
Silny elektrolit, adresowany chemicznie, to substancja, która całkowicie rozpuszcza się po umieszczeniu w wodzie. Po rozpuszczeniu silny elektrolit dysocjuje na cząsteczki lub atomy naładowane dodatnio i ujemnie, zwane odpowiednio kationami i anionami. Te elektrolity są zdolne do przewodzenia elektryczności w stanie rozpuszczonym, ale nie w postaci stałej. Zazwyczaj są to sole, silne kwasy i zasady.
Elektrolity mają trzy kategorie: silne, słabe i nieelektrolity. Silny elektrolit dysocjuje całkowicie lub prawie całkowicie po zanurzeniu w wodzie, podczas gdy słaby elektrolit dysocjuje tylko częściowo, a nieelektrolit pozostaje cały. Większość cząsteczek, które można rozdzielić w wodzie, utrzymuje się razem za pomocą wiązań jonowych.
Wiązania jonowe występują, gdy dwa atomy lub cząsteczki dzielą jeden elektron. Kiedy wiązanie pęka, jeden z atomów zatrzymuje wspólny elektron. Ponieważ elektrony są naładowane ujemnie, atom, który uzyskał elektron, staje się naładowany ujemnie, a atom, który utracił elektron, zostaje naładowany dodatnio. Ładunek dodatni powstaje, gdy liczba protonów, które są naładowane dodatnio, w jądrze atomu nie jest już równa liczbie elektronów, które są naładowane ujemnie.
Tworzenie tych dodatnio i ujemnie naładowanych jonów, zwanych kationami i anionami, pozwala silnemu elektrolitowi przewodzić prąd. Im więcej jonów w roztworze, tym silniejsze przewodnictwo elektryczne. Ogniwa elektrolityczne wykorzystują tę zasadę. Silny elektrolit rozpuszcza się w wodzie, a dwa pręty, zwane katodą i anodą, są podłączone do dodatniej i ujemnej mocy elektrycznej. Prąd elektryczny przepływa przez anodę, przez roztwór i wychodzi z katody, tworząc obwód elektryczny.
Ponieważ silne elektrolity są mocnymi kwasami, solami lub mocnymi zasadami, często można je ustalić, patrząc na ich wzór cząsteczkowy. Sole są zazwyczaj metalem związanym z innym pierwiastkiem. Chlorek sodu (NaCl), powszechnie znany jako sól kuchenna, jest jedną z najłatwiej rozpoznawalnych soli. Wzór cząsteczkowy dla silnych zasad również zwykle zaczyna się od metalu, ale ogólnie kończy się cząsteczką wodorotlenku (OH). Jeśli azot (N) występuje we wzorze cząsteczkowym zasady, najprawdopodobniej jest to słaba, a nie silna zasada, a zatem także słaby elektrolit.
Większość kwasów jest słabymi kwasami i można je łatwo zidentyfikować za pomocą atomu wodoru (H), rozpoczynając ich wzory cząsteczkowe. Siedem silnych kwasów zaczyna się jednak od wodoru i jest po prostu zapamiętywanych przez naukowców pracujących z silnymi elektrolitami. Silnymi kwasami są bromowodór (HBr), jodowodór (HI), kwas siarkowy (H 2 SO 4 ), kwas azotowy (HNO 3 ), kwas nadchlorowy (HClO 4 ), kwas chlorowy (HClO 3 ) i kwas solny ( HCl).