Bidh e ag atharrachadh: eisimpleirean. Sgrìobhadh agus feartan electrolytes. Electrolytes làidir agus lag

Tha e ag atharrachadh mar cheimigean bho chionn linntean. Ach, tha a 'mhòr-chuid de na raointean san tagradh aca a fhuair iad o chionn ghoirid. Bruidhnidh sinn mu na raointean as cudromaiche a th 'aig a' ghnìomhachas airson na stuthan sin a chleachdadh agus tuigidh sinn dè tha an dà rud a 'riochdachadh agus mar a tha iad eadar-dhealaichte bho chèile. Ach leigamaid le turas timcheall air eachdraidh.

Eachdraidh

Is iad na electrolytes as sine a th 'ann am salann agus searbh, a chaidh an lorg anns an t-saoghal Àrsaidh. Ach, tha beachdan mu structar agus seilbh electrolytes air an leasachadh le ùine. Dh'fhàs na teòiridhean mu na pròiseasan sin, a 'tòiseachadh anns na 1880an, nuair a chaidh grunnan lorg a dhèanamh, co-cheangailte ri na teòiridhean air togalaichean electrolyte. Chaidh grunn leuman càileachdail a choimhead anns na teòiridhean a 'toirt cunntas air na dòighean conaltraidh a th' aig electrolytes le uisge (gu dearbh, dìreach ann am fuasgladh bidh iad a 'faighinn nan taighean sin a bhios gan cleachdadh ann an gnìomhachas).

Nise, bidh sinn a 'bruidhinn gu mionaideach air grunn teòiridhean a tha air a' bhuaidh as motha a thoirt air leasachadh bheachdan mu electrolytes agus na feartan aca. Agus tòisich leis an teòiridh as cumanta agus as sìmplidh a chaidh a h-uile duine againn san sgoil.

An teòiridh de dh 'aontaich electrolytic Arrhenius

Ann an 1887 na Suaine chungaidhean Svante Arrhenius agus Russian-German-chungaidhean Wilhelm Ostwald a leasachadh teòiridh electrolaitigeach dissociation. Ach, an seo cuideachd, chan eil e cho sìmplidh. Bha Arrhenius e fhèin na neach-taice don teòiridh corporra a tha air ainmeachadh mar fhuasglaidhean, nach tug e aire do eadar-obrachadh stuthan riochdachaidh le uisge agus a 'cumail a-mach gu bheil mìrean cìse saor (ions) anns an fhuasgladh. Air an t-slighe, tha e bho dhreuchdan mar sin gu bheil deasbad electrolytic san sgoil a 'beachdachadh air an-diugh.

Bruidhnidh sinn an aon rud mu na tha an teòiridh seo a 'toirt seachad agus mar a tha e a' mìneachadh an dòigh eadar-obrachadh de stuthan le uisge. Mar aon sam bith eile, tha grunn iarrtasan aice gu bheil ia 'cleachdadh:

1. Nuair a bhios e ag eadar-obrachadh le uisge, bidh an stuth a 'briseadh sìos gu ions (dearbhadh - cation and negative - anion). Bidh na grèinean sin a 'fàs uisgeachadh: bidh iad a' tàladh mhòcolailean uisge, a tha, gu faiceallach, air an càradh gu dearbhach air aon taobh, agus air an taobh eile - gu h-àicheil (a 'cruthachadh cruth neo-dhìreach), mar thoradh air an cruthachadh ann an uisgeachan (solvates).

2. Tha am pròiseas dealachaidh air ath-chuairteachadh - is e sin, ma tha an stuth air a bhriseadh suas gu ian, agus le buaidh cuid de na factaran faodaidh e a-rithist a bhith na chiad àite.

3. Ma cheanglas tu dealanan a-steach don fhuasgladh agus a 'tòiseachadh an-dràsta, tòisichidh na cations a' gluasad gu an dealan-dèadachd àicheil - an catod, agus na h-anagan ris a 'chùis gu dòigheil - an anod. Sin as coireach gu bheil stuthan a tha gu math sùbailte ann an uisge a 'giùlain làthaireachd dealain nas fheàrr na an uisge fhèin. Airson an aon adhbhar dh 'ainm iad electrolytes.

4. Tha an ìre de dissociation de electrolyte samhlachail ceudad susbaint a smachdachadh gu pòsaidh. Tha an comharra seo an crochadh air feartan an tuathanaich agus an stuth as motha a th 'air a sgaradh, air cuibhreann an dàrna cuid agus air an teòthachd bhon taobh a-muigh.

An seo, gu dearbh, agus a h-uile tagradh bunaiteach den teòiridh sìmplidh seo. Cleachdaidh sinn iad san artaigil seo gus innse dè thachras anns an fhuasgladh electrolyte. Thèid eisimpleirean de na companaidhean sin a dheasbad nas fhaide air adhart, ach a-nis beachdaichidh sinn air teòiridh eile.

Teòiridh acid is ionad Leòdhais

A rèir an teòiridh de bhith a 'leagail electrolytic, is e stuth a th' ann an searbhag anns a bheil fuasgladh air a bheil h-oidridean ann, agus tha an t-ionad a 'tighinn a-steach gu inneal hydroxide ann am fuasgladh. Tha teòiridh eile ann, air ainmeachadh an dèidh an eòlaiche ainmeil Gilbert Lewis. Tha e a 'leigeil leinn leudachadh a dhèanamh air a' bhun-bheachd de thalamh is bunait. A rèir an teòiridh Leòdhas, an t-searbhag - 'S e ions no molecules de stuthan a tha saor an-asgaidh electron orbitals agus tha iad comasach air gabhail ris an electron eile moileciuil sa chruinne. Tha e furasta smaoineachadh gu bheil na stòran sin na grèinean sin a tha comasach air aon no barrachd de na dealanan aca a chleachdadh gus an "acid" a chleachdadh. Tha e gu math inntinneach an seo nach fhaod searbhag no bunait a bhith chan e a-mhàin electrolyte, ach stuth sam bith, eadhon gun uisgeachadh.

An teòiridh prototypical de Brandsted-Lowry

Ann an 1923, gu neo-eisimeileach bho chèile, mhol dithis luchd-saidheans - J. Bronsted agus T. Lowry - teòiridh, a tha a-nis air a chleachdadh gu gnìomhach le luchd-saidheans gus cunntas a thoirt air pròiseasan ceimigeach. Is e an rud a th 'aig a' bheachd seo gu bheil brìgh connsachadh air a lùghdachadh gu bhith a 'gluasad a' phròin bhon acid gus an ionad. Mar sin, thathas a 'tuigsinn an seo mar proton acceptor. An uairsin is e an searbhant an tabhartaiche aca. Tha an teòiridh cuideachd a 'mìneachadh gu math gu bheil stuthan ann a tha a' taisbeanadh togalaichean agus acraichean agus ionadan. Is e amphoteric a chanar ris na companaidhean sin. Anns an teòiridh Bronsted-Lowry, tha am facal ampholytes cuideachd air a chleachdadh dhaibh, ach tha protoliths mar as trice air searbhagan no saighdearan.

Thàinig sinn chun an ath phàirt den artaigil. An seo tha sinn a 'mìneachadh mar a tha diofar electrolytes làidir agus lag eadar-dhealaichte bho chèile agus a' beachdachadh air buaidh factaran bhon taobh a-muigh air na feartan aca. Agus an uairsin tòisichidh sinn ag innse mun iarrtas practaigeach aca.

Electrolytes làidir agus lag

Bidh gach stuth ag eadar-obrachadh le uisge fa leth. Bidh cuid a 'sgaoileadh ann an deagh dhòigh (mar eisimpleir, salann bòrd), agus chan eil cuid a' sgaoileadh idir (mar eisimpleir, cailc). Mar sin, tha na stuthan uile air an roinn ann an electrolytes làidir agus lag. Tha an fheadhainn mu dheireadh nan stuthan a bhios ag eadar-obrachadh gu dona le uisge agus a 'socrachadh aig bonn an fhuasglaidh. Tha seo a 'ciallachadh gu bheil ìre gu math ìosal de dhuilgheadasan aca agus lùth àrd ceangailteach, nach eil a' leigeil leis a 'mholacile a bhith a' crìonadh a-steach dha na h-ianan a tha a 'riochdachadh fo chumhachan àbhaisteach. Tha an t-eadar-dhealachadh de electrolytes lag a 'tachairt gu math slaodach, no le àrdachadh ann an teòthachd agus co-chuideachadh na stuthan seo san fhuasgladh.

Bruidhnidh sinn mu electrolytes làidir. Tha iad sin a 'gabhail a-steach a h-uile salann iongantach, a bharrachd air acidean làidir agus alcalan. Bidh iad gu math a 'crìonadh gu ionsan agus tha e gu math duilich an cruinneachadh anns an t-sruth. Air an t-slighe, tha an fheadhainn ann an electrolytes an-dràsta air a dhèanamh gu mionaideach leis na h-ianan anns a 'fhuasgladh. Mar sin, tha an electrolyte as fheàrr a 'dèanamh an-dràsta. Eisimpleirean den fheadhainn mu dheireadh: aigéid làidir, alcalan, salainn soluis.

Factaran a 'toirt buaidh air giùlan electrolytes

A-nis a 'coimhead air mar a tha atharrachadh a' toirt buaidh air an àrainneachd a-muigh air an feartan stuthan. Tha crìochan a 'toirt buaidh dhìreach air cho beag' sa tha an electrolyte ag adhbhrachadh. A bharrachd, faodar an dàimh seo a chur an cèill gu matamataigeach. Tha an lagh a 'toirt iomradh air an dàimh seo, ris an canar an lagh dilution de Ostwald agus tha e air a sgrìobhadh mar: a = (K / c) 1/2. An seo, a tha an ìre de dhuilgheadasan (air a thoirt ann am bloighean), is e K an t-eas-aonta eadar-dhealaichte, eadar-dhealaichte airson gach stuth, agus c is e an tomhas electrolyte anns an fhuasgladh. Leis an fhoirmle seo, faodaidh neach tòrr ionnsachadh mu dheidhinn an stuth agus a ghiùlan ann am fuasgladh.

Ach dh 'fhàg sinn bhon chuspair. A bharrachd air a bhith a 'cuimseachadh, tha teòthachd an electrolyte cuideachd a' toirt buaidh air a 'chonnachadh. Airson a 'chuid as motha de stuthan, tha an àrdachadh aice a' togail solubility agus gnìomh ceimigeach. Is e seo a mhìnicheas cùrsa ath-bheachdan sònraichte a-mhàin aig teòthachd àrda. Fo chumhachan àbhaisteach, bidh iad a 'dol air adhart gu slaodach no air an dà thaobh (thathas a' gairm a 'phròiseas seo air ais).

Tha sinn air mion-sgrùdadh a dhèanamh air na nithean a tha a 'dearbhadh giùlan siostam leithid an fhuasgladh electrolyte. A-nis rachamaid gu cleachdadh pragtaigeach nan ceimigean seo, gun teagamh, gu math cudromach.

Cleachdadh gnìomhachais

Gu dearbh, tha a h-uile duine air cluinntinn am facal "electrolyte" a chaidh a chur a-steach airson bataraidhean. Anns a 'chàr, bidh bataraidhean lead-acid, dreuchd electrolyte anns a bheil 40% de dh' asal searbharach. Gus a bhith a 'tuigsinn carson a tha feum sam bith air an stuth seo, feumar tuigsinn feartan a' bhataraidh.

Mar sin, dè a th 'ann am prionnsabal bataraidh sam bith? Ann an sin, bidh ath-chuairteachadh ath-chofhurtail de chruth-atharrachadh aon stuth gu fear eile a 'tachairt, mar thoradh air a bheil eactaran air an leigeil ma sgaoil. Nuair a thèid an bataraidh a dhìteadh, tha eadar-obrachadh eadar stuthan, nach fhaighear fo chumhachan àbhaisteach. Faodar seo a mheas mar chruth dealain ann an stuth mar thoradh air imrich ceimigeach. Nuair a thòisicheas an sguabadh às, tòisichidh cruth-atharrachadh a 'chùil, a' stiùireadh an t-siostaim chun a stàite tùsail. Is e an dà phròiseas seo còmhla aon aon chuairt cur a-mach cosgais.

Beachdaich air a 'phròiseas gu h-àrd air eisimpleir shònraichte - bataraidh lead-acid. Mar a tha e furasta ri tomhas, an-dràsta tùs a dhèanamh suas de eileamaid, anns a bheil a 'phrìomh (diokisd PbO luaidhe agus ₂₎ agus an acid. Bidh bataraidh sam bith a 'gabhail a-steach electrodan agus an àite eatarra, lìonadh dìreach le electrolyte. Mar a chaidh an tè mu dheireadh, mar a mhìnich sinn mar-thà, anns an eisimpleir againn tha searbhag sulfarach air a chleachdadh le ìre de 40 sa cheud. Tha cathod a leithid de bhathar air a dhèanamh bho stiùir dà-ogsaid, agus tha an anod air a dhèanamh le luaidhe fìor. A h-uile nì seo air sgàth an dà electrod seo tha diofar ath-bheachdan reversible a 'gabhail a-steach ions, ris a bheil an searbhag air a chòmhdach:

1. PbO ₂ + SO ₄ ^{mhaireas 2 + 4H + + 2e - =} PbSO ₄ + 2H ₂ O (a 'reaction' tachairt aig an àicheil electrode - cathode).
2. PB + SO ₄ ^{mhaireas 2 -} 2e - = PbSO ₄ (an reaction 'tachairt aig an deagh electrode - an anode).

Ma leugh sinn na h-ath-bheachdan bho chlì gu deas, gheibh sinn na pròiseasan a bhios a 'tachairt nuair a thèid an bataraidh a sgaoileadh, agus ma tha e bho dheas gu clì - rè a' chìs. Tha gach ceimigeach làithreach tùs de na ath-bhualaidhean eadar-dhealaichte, ach tha an uidheamachd aca a 'tachairt san fharsaingeachd a' toirt iomradh air an aon: tha dà pròiseasan, aon de electrons a tha "ghabhail a-steach" agus an taobh eile, air an làimh eile, "a 'dol." Is e an rud as cudromaiche gu bheil an àireamh de eleactronan a tha air an glacadh a-steach co-ionnan ris an àireamh de eactronan a chaidh a leigeil a-mach.

Gu dearbh, a thuilleadh air bataraidhean, tha mòran iarrtasan de na stuthan sin. San fharsaingeachd, tha electrolytes, na h-eisimpleirean a tha sinn air a thoirt seachad, dìreach gràin den mheasgachadh de stuthan a tha air aonachadh fon teirm seo. Bidh iad timcheall oirnn anns a h-uile h-àite, anns gach àite. An seo, mar eisimpleir, is e corp an duine. A bheil thu a 'smaoineachadh nach eil na stuthan sin ann? Fìor mhearachd. Tha iad anns a h-uile h-àite annainn, agus tha an àireamh as motha air a chruthachadh le electrolytes de fhuil. Tha iad sin a 'gabhail a-steach, mar eisimpleir, ian iarainn a tha nam pàirt de hemoglobin agus a' cuideachadh oxygen a ghiùlain gu fighean ar cuirp. Tha prìomh phàirt aig electrolytes de fhuil cuideachd ann a bhith a 'riaghladh cothromachadh salainn-uisge agus obair a' chridhe. Tha an gnìomh seo air a dhèanamh le ionsan potaisium agus sodium (tha eadhon pròiseas ann a bhios a 'tachairt anns na ceallan, ris an canar pumpa potassium-sodium).

Stuthan sam bith a dh'fhaodas tu a dhiùltadh co-dhiù beagan - electrolytes. Agus chan eil meur gnìomhachais den t-seòrsa sin agus ar beatha còmhla riut, ge brith càite bheil iad air an cur an sàs. Chan e dìreach bataraidhean ann an càraichean agus bataraidhean a th 'ann. Is e seo stuth ceimigeach is biadh sam bith, factaraidhean armailteach, factaraidhean èideadh agus mar sin air adhart.

Tha coltas an electrolyte, air an t-slighe, eadar-dhealaichte. Mar sin, tha e comasach a bhith a 'toirt a-mach an electrolyte aigéadach agus alkaline. Gu h-eadar-dhealaichte tha iad a 'dèanamh eadar-dhealachadh nan seilbh aca: mar a thuirt sinn mu thràth, tha searbhain nan tabhartairean protons, agus alkalies - acceptors. Ach leis an ùine bidh na h-atharrachaidhean electrolyte air sgàth call cuid den stuth, bidh an cuibhreann a 'lùghdachadh no a' meudachadh (tha a h-uile dad an crochadh air na tha air chall, uisge no electrolyte).

Bidh sinn a 'toirt aghaidh orra gach latha, ach tha glè bheag de dhaoine eòlach air a' mhìneachadh de leithid de theirm mar electrolytes. Eisimpleirean de stuthan sònraichte, chuir sinn às do chèile, mar sin gluaisidh sinn air adhart gu bun-bheachdan beagan nas iom-fhillte.

Feartan corporra electrolytes

A-nis mu dheidhinn fiosaig. Is e an rud as cudromaiche a thuigsinn cuin a tha thu a 'sgrùdadh a' chuspair seo mar a tha an làithreach air a ghluasad gu electrolytes. Tha an dreuchd chudromach ann an seo air a chluich le ions. Faodaidh na mìrean sin a chaidh a phàigheadh an làimhseachadh a ghiùlan bho aon phàirt den fhuasgladh gu fear eile. Mar sin, tha na h-ainnean a 'tachairt an-còmhnaidh ris an dealan-dè dhearbhach, agus na cations ris an electrotar àicheil. Mar sin, bidh sinn a 'roinn nan cosgaisean air diofar thaobhan an t-siostaim air an fhuasgladh le sruthadh dealain.

Tha e inntinneach gu math nàdarra, mar dùmhlachd. Tha mòran fheartan nan companaidhean fo dheasbad a 'crochadh air. Agus gu tric bidh ceist a 'nochdadh: "Ciamar a thogas tu dùmhlachd electrolyte?" Gu dearbh, tha am freagairt sìmplidh: feumaidh tu a bhith a 'lùghdachadh susbaint uisge an fhuasglaidh. Bhon a tha dùmhlachd an electrolyte sa mhòr-chuid co-dhùnadh dùmhlachd an sulfuric acid, tha e gu mòr a 'crochadh air a' chuairt dheireannach an aire. Tha dà dhòigh air seo a dhèanamh. Tha a 'chiad fhear sìmplidh gu leòr: boil an electrolyte anns a' bhathar. Gus seo a dhèanamh, feumaidh tu a ghearradh gus am bi an teòthachd a 'dol suas ag èirigh beagan os cionn ceud ceum Celsius. Mura h-eil an dòigh seo a 'cuideachadh, na gabh dragh, tha aon eile ann: cuir dìreach an seann electrolyte ri fear ùr. Gus seo a dhèanamh, dragh an t-seann fhuasgladh, glan taobh a-staigh fuigheall searbhag sulfarach le uisge grùide, agus an uairsin dòrtadh a-steach ann am pìos ùr. Mar as trice, bha càileachd an electrolyte fuasglaidhean bhad tha miannaichte dùmhlachd luach. An dèidh àite ùr, faodaidh tu dìochuimhneachadh mu mar a thogas tu dùmhlachd electrolyte airson ùine mhòr.

Tha co-thaghadh an electrolyte gu ìre mhòr a 'dearbhadh a cuid thogalaichean. Tha na feartan sin mar giùlan dealain agus dùmhlachd, mar eisimpleir, gu mòr an crochadh air nàdar na stuthan sgaoilte agus a chuingealachadh. Tha ceist eadar-dhealaichte ann mu dè an tomhas de electrolyte anns a 'bhataraidh. Gu dearbh, tha an tomhas aige ceangailte gu dlùth ris a 'chomas a tha air ainmeachadh mar thoradh air an toradh. Is e an t-asal a tha nas coltaiche am broinn a 'bhataraidh, nas cumhachdaiche, is e sin, is e as motha a tha am foltachd comasach.

Càit a bheil e feumail?

Ma tha ùidh agad ann an càr no ma tha thu dèidheil air càraichean, tuigidh tu a h-uile dad. Chan eil teagamh gu bheil fios agad ciamar a gheibh thu a-mach dè an tomhas electrolyte anns a 'bhathar a-nis a th' ann. Agus ma tha thu fada bho chàraichean, chan eil eòlas air feartan nan stuthan sin, na tagraidhean aca agus mar a bhios iad ag eadar-obrachadh le chèile iomarra. Le bhith a 'tuigsinn seo, cha bhith thu a' call ma thèid iarraidh ort a ràdh dè an electrolyte anns a 'bhatar. Ged a tha eadhon mura h-eil càr agad, ach gu bheil càr agad, cha bhi eòlas air inneal bataraidh iom-fhillte agus cuidichidh e thu ann an càradh. Bidh e tòrr nas fhasa agus nas saoire a h-uile càil a dhèanamh leat fhèin, seach a dhol gu ionad a 'chàir.

Agus airson sgrùdadh a dhèanamh air a 'chuspair seo nas fheàrr, tha sinn a' moladh a bhith a 'leughadh an leabhar-teacsa ceimigeachd airson sgoiltean agus oilthighean. Ma tha fios agad gu bheil an saidheans seo gu math agus gu bheil thu air leabhraichean teacsa gu leòr a leughadh, is e "Stuthan ceimigeach Varypaev" a tha ann an-dràsta. An sin, tha mìneachadh mionaideach air a 'bheachd-smuaintean gu lèir mu obrachadh cruinneadairean, diofar bataraidhean agus eileamaidean de hydrogen.

Co-dhùnadh

Tha sinn air tighinn gu crìch. Smaoinich sinn suas. Gu h-àrd tha sinn air a h-uile dad a sgrùdadh a tha co-cheangailte ri leithid de bhun-bheachd mar electrolytes: eisimpleirean, teòiridh structair agus seilbh, gnìomhan agus tagraidhean. A-rithist is fhiach a ràdh gu bheil na h-aonaidhean sin nam pàirt de ar beatha, às aonais nach b 'urrainn dhuinn na cuirp agus na raointean gnìomhachais uile a bhith ann. A bheil cuimhn 'agad mu electrolytes fuil? Taing dhaibh tha sinn a 'fuireach. Dè mu dheidhinn na h-innealan againn? Le cuideachadh bhon eòlas seo, is urrainn dhuinn duilgheadas sam bith co-cheangailte ris a 'bhathar a rèiteachadh, bhon a tha sinn a-nis a' tuigsinn mar a thogas tu dùmhlachd electrolyte ann.

Chan urrainnear a h-uile dad innse, agus cha do chuir sinn a leithid de amas air dòigh. As deidh na h-uile, chan e seo a dh 'fhaodar innse mu na stuthan iongantach sin.