Τι είναι οι ηλεκτρολύτες στη Χημεία; Ισχυροί, Αδύναμοι και Μη ηλεκτρολύτες

Ηλεκτρολύτες είναι χημικές ουσίες που διασπώνται σε ιόντα (ιονίζονται) όταν διαλυθούν στο νερό. Τα θετικά φορτισμένα ιόντα ονομάζονται κατιόντα, ενώ τα αρνητικά φορτισμένα ιόντα ονομάζονται ανιόντα. Οι ουσίες κατηγοριοποιούνται ως ισχυροί ηλεκτρολύτες, ασθενείς ηλεκτρολύτες ή μη ηλεκτρολύτες.

Ισχυροί ηλεκτρολύτες

Ισχυροί ηλεκτρολύτες ιονίζονται πλήρως στο νερό. Αυτό σημαίνει ότι το 100% της διαλυμένης χημικής ουσίας διασπάται σε κατιόντα και ανιόντα. Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι η χημική ουσία διαλύεται πλήρως στο νερό! Για παράδειγμα, ορισμένα είδη είναι ελάχιστα διαλυτά στο νερό, αλλά είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες. Αυτό σημαίνει ότι δεν διαλύεται πολύ, αλλά ό,τι διαλύεται διασπάται σε ιόντα. Ένα παράδειγμα είναι το υδροξείδιο του στροντίου ισχυρής βάσης, Sr(OH)₂ . Έχει χαμηλή διαλυτότητα στο νερό, αλλά διασπάται πλήρως σε ιόντα Sr και OH. Ενώ μια φιάλη υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) στο νερό θα περιέχει ιόντα Na και OH στο νερό, αλλά όχι πραγματικό NaOH, μια φιάλη με υδατικό υδροξείδιο του στροντίου θα περιέχει ιόντα Sr και OH , Sr(OH)₂ , και νερό.

Παραδείγματα :Τα ισχυρά οξέα, οι ισχυρές βάσεις και τα άλατα είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες.

Ασθενείς ηλεκτρολύτες

Οι αδύναμοι ηλεκτρολύτες ιονίζονται μερικώς στο νερό. Σχεδόν οποιαδήποτε διάσταση σε ιόντα μεταξύ 0% και 100% καθιστά μια χημική ουσία αδύναμο ηλεκτρολύτη, αλλά στην πράξη, περίπου το 1% έως 10% ενός αδύναμου ηλεκτρολύτη διασπάται σε ιόντα.

Παραδείγματα :Τα αδύναμα οξέα και οι ασθενείς βάσεις είναι ασθενείς ηλεκτρολύτες. Τα περισσότερα μόρια που περιέχουν άζωτο είναι ασθενείς ηλεκτρολύτες. Το νερό θεωρείται αδύναμος ηλεκτρολύτης από ορισμένες πηγές επειδή διασπάται εν μέρει σε ιόντα Η και ΟΗ, αλλά μη ηλεκτρολύτης από άλλες πηγές επειδή μόνο μια πολύ μικρή ποσότητα νερού διασπάται σε ιόντα.

Μη ηλεκτρολύτες

Εάν μια ουσία δεν ιονίζεται καθόλου στο νερό, είναι ένας μη ηλεκτρολύτης.

Παραδείγματα :Οι περισσότερες ενώσεις άνθρακα είναι μη ηλεκτρολύτες. Τα λίπη, τα σάκχαρα και οι αλκοόλες είναι σε μεγάλο βαθμό μη ηλεκτρολύτες.

Γιατί πρέπει να σε νοιάζει;

Ο πιο σημαντικός λόγος για να γνωρίζουμε εάν μια χημική ουσία είναι ηλεκτρολύτης ή όχι και πόσο ισχυρά διασπάται στο νερό είναι επειδή χρειάζεστε αυτές τις πληροφορίες για να προσδιορίσετε τις χημικές αντιδράσεις που μπορούν να πραγματοποιηθούν στο νερό. Επίσης, εάν έχετε ένα δοχείο με μια χημική ουσία στο νερό, είναι καλό να γνωρίζετε εάν αυτή η ουσία διαλύεται στο νερό (τη διαλυτότητά της) και αν διασπάται σε ιόντα.

Ένα κλασικό παράδειγμα του γιατί αυτό έχει σημασία είναι ένα διάλυμα κυανιούχου νατρίου (NaCN). Πιθανότατα γνωρίζετε ότι το κυάνιο είναι αντιδραστικό και εξαιρετικά τοξικό, οπότε θα ανοίξατε ένα μπουκάλι κυανιούχου νατρίου στο νερό; Εάν αναγνωρίζετε ότι το κυανιούχο νάτριο είναι άλας, θα ξέρετε ότι είστε ασφαλείς (με την προϋπόθεση ότι δεν πίνετε το διάλυμα) επειδή δεν υπάρχει κυανιούχο νάτριο στο νερό, μόνο ιόντα Na και CN στο νερό. Τα ιόντα κυανίου δεν είναι πτητικά και δεν θα σας κάνουν να αρρωστήσετε. Αντιπαραβάλετε αυτό με ένα μπουκάλι υδροκυάνιο (HCN) σε νερό. Θα άνοιγες αυτό το μπουκάλι; Εάν αναγνωρίζετε ότι το υδροκυάνιο είναι ένα ασθενές οξύ, θα ξέρετε ότι το μπουκάλι περιέχει αέριο υδροκυάνιο, ιόντα υδρογόνου, ιόντα κυανίου και νερό. Το άνοιγμα αυτού του μπουκαλιού μπορεί να σας κοστίσει τη ζωή!

Πώς γνωρίζετε τι χημικές ουσίες είναι οι ηλεκτρολύτες;

Τώρα που έχετε κίνητρο να μάθετε τι είναι ένας ηλεκτρολύτης, πιθανώς αναρωτιέστε πώς να καταλάβετε ποιος τύπος ηλεκτρολύτη είναι μια χημική ουσία με βάση το όνομα ή τη δομή της. Αυτό το κάνετε με τη διαδικασία της αποβολής. Ακολουθούν ορισμένα βήματα που πρέπει να ακολουθήσετε για τον εντοπισμό ισχυρών, αδύναμων και μη ηλεκτρολυτών.

1. Είναι ισχυρό οξύ; Υπάρχουν μόνο 7 από αυτά και θα τα συναντήσετε πολύ στη χημεία, επομένως είναι καλό να τα απομνημονεύσετε. Τα ισχυρά οξέα είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες.
2. Είναι μια ισχυρή βάση; Αυτή είναι μια ελαφρώς μεγαλύτερη ομάδα από τα ισχυρά οξέα, αλλά μπορείτε να αναγνωρίσετε τις ισχυρές βάσεις επειδή είναι υδροξείδια μετάλλων. Οποιοδήποτε στοιχείο από τις δύο πρώτες στήλες του περιοδικού πίνακα σε συνδυασμό με ένα υδροξείδιο είναι μια ισχυρή βάση. Οι ισχυρές βάσεις είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες.
3. Είναι αλάτι; Τα άλατα είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες.
4. Ο χημικός τύπος περιέχει άζωτο ή "Ν"; Μπορεί να είναι μια αδύναμη βάση, κάτι που θα το έκανε αδύναμο ηλεκτρολύτη.
5. Ο χημικός τύπος ξεκινά με υδρογόνο ή "Η"; Μπορεί να είναι ένα ασθενές οξύ, το οποίο θα το έκανε αδύναμο ηλεκτρολύτη.
6. Είναι ένωση άνθρακα; Οι περισσότερες οργανικές ενώσεις δεν είναι ηλεκτρολύτες.
7. Δεν είναι τίποτα από τα παραπάνω; Υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να είναι μη ηλεκτρολύτης, αν και μπορεί να είναι αδύναμος ηλεκτρολύτης.

Πίνακας ισχυρών ηλεκτρολυτών, αδύναμων ηλεκτρολυτών και μη ηλεκτρολυτών

Αυτός ο πίνακας συνοψίζει ομάδες ισχυρών, αδύναμων και μη ηλεκτρολυτών, με παραδείγματα για κάθε κατηγορία.

Ισχυροί ηλεκτρολύτες
ισχυρά οξέα	HCl (υδροχλωρικό οξύ)
	HBr (υδροβρωμικό οξύ)
	HI (υδροϊωδικό οξύ)
	HNO3 (νιτρικό οξύ)
	HClO3
	HClO4
	H2 SO4 (θειικό οξύ)
ισχυρές βάσεις	NaOH (υδροξείδιο του νατρίου)
	KOH (υδροξείδιο του καλίου)
	LiOH
	Ba(OH)2
	Ca(OH)2
άλατα	NaCl
	KBr
	MgCl2
Αδύναμοι ηλεκτρολύτες
ασθενή οξέα	HF (υδροφθορικό οξύ)
	HC2 H3 O2 (οξικό οξύ)
	H2 CO3 (ανθρακικό οξύ)
	H3 PO4 (φωσφορικό οξύ)
αδύναμες βάσεις	NH3 (αμμωνία)
("Ν" ενώσεις)	C5 H5 Ν (πυριδίνη)
Μη ηλεκτρολύτες
σάκχαρα και υδατάνθρακες	C6 H12 O6 (γλυκόζη)
λίπη και λιπίδια	χοληστερόλη
αλκοόλ	C2 H5 OH (αιθυλική αλκοόλη)
άλλες ενώσεις άνθρακα	C5 H12 (πεντάνιο)