Электрическая проводимость растворов

Электролиты – это вещества, расплавы и растворы которых проводят электрический ток.

Неэлектролиты – это вещества, растворы которых не проводят электрический ток. Большинство растворов органических веществ является неэлектролитами, например, растворы этилового спирта, сахара, этиленгликоля.

Неэлектролиты в растворах находятся в виде молекул. Молекулы являются незаряженными частицами. Поэтому растворы неэлектролитов не проводят электрический ток.

Электролиты в растворах и расплав диссоциируют (распадаются) на ионы. Ионы – это заряженные частицы. Катионы имеют положительный заряд (K+, Ca2+, Al3+), анионы – отрицательный заряд (Cl-, SO42-, PO43-). Ионы, существующие в растворах и расплавах электролитов, обеспечивают их электропроводность.

Диссоциация электролита на ионы происходит под действием полярных молекул воды. Диссоциация происходит по самой полярной связи.

Кислоты при диссоциации образуют катион водорода и кислотный осадок:

HCl→H+ + Cl-.

Основанияпри диссоциации образуют катион металла и гидроксильные группы:

NaOH→ Na+ + OH-.

Соли диссоциируют на катион металла и кислотный остаток:

CaCl2→Ca2+ + 2Cl-.

Способность вещества к диссоциации характеризует степень диссоциации– отношение числа распавшихся молекул к общему числу растворенных молекул:

где - число молекул растворенного вещества, распавшихся на ионы;

- общее число молекул растворенного вещества.

Например, пусть в воде растворено 100 молекул HCl, диссоциации подверглось 80 молекул. Степень диссоциации HCl равна: .

Если диссоциирует большая часть или все молекулы электролита, электролит является сильным. Если диссоциирует небольшая часть молекул электролита, электролит является слабым. К сильным относят электролиты, для которых 1> α>0,3, а к слабым - α<0,03.

Степень диссоциации увеличивается при повышении температуры и уменьшается при увеличении концентрации раствора.

Диссоциация приводит к тому, что общее число частиц в растворе электролита больше числа растворенных молекул. Для учета этого вводят изотонический коэффициент ( ) – отношение числа частиц в растворе к числу исходных частиц.

Пусть степень диссоциации равна единице, т.е. диссоциируют все молекулы электролита. Вычислим изотонические коэффициенты некоторых электролитов.

(NaCl)=2 т.к. при диссоциации одной молекулы NaCl образуется две частицы:

NaCl → Na+ + Cl-.

(Ba(NO3)=3, т.к. при диссоциации одной молекулы Ba(NO3)2 образуется три частицы:

Ba(NO3)2 → Ba2+ + 2NO3 -.

Свойства растворов как коррозионных сред зависят от силы электролитов, образующих раствор.

Сильными электролитами являются:

1. Сильные неорганические кислоты: HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3, HClO4.

2. Сильные основания (щелочи) - гидроксиды металлов, стоящих в ряду напряжений до магния, например KOH,Ca(OH)2 и др.

3. Растворимые соли.

Слабыми электролитами являются:

1. Слабые кислоты (кислоты, которые не относятся к сильным).

2. Слабые основания (основания, которые не относятся к сильным).

3 Вода.

В растворе слабого электролита находятся и молекулы, и ионы, т.е. диссоциация является обратимой реакцией:

NH4OH ↔ NH4+ + OH-.