Что такое электролиты в химии

Электролиты: свойства и классификации

что такое электролиты в химии

Электролиты – растворы, имеющие в своем составе заряженные частицы, которые принимают участие в переносе зарядов между электродом и катодом. Могут быть сильными и слабыми.

Процесс распада молекул на ионы называется электролитической диссоциацией. Неэлектролиты – водные растворы, в которые вещество перешло в виде молекул с сохранением первоначальной структуры.

Все молекулы вещества в таких растворах окружены гидратными оболочками (молекулами воды) и не могут переносить электрический заряд.

Растворение кристалла поваренной соли

Как протекает электролитическая диссоциация

Вещества-электролиты устроены за счет ионных или ковалентных полярных связей.

Во время растворения происходит химическое воздействие вещества с молекулами воды, в результате чего оно распадается на электроны. Молекулы воды – активные диполи с двумя полюсами: положительным и отрицательным. Атомы водорода располагаются под углом 104,5°, за счет этого молекула воды приобретает угловую форму.

Вещества, имеющие ионную кристаллическую решетку, намного легче диссоциируют, они уже состоят из активных ионов, а диполи воды во время растворения только ориентируют их. Между диполями воды и ионами электролита возникают усилия взаимного притяжения, связи кристаллической решетки ослабевают и ионы покидают кристалл.

Последовательность процессов при диссоциации растворов с ионной связью

На первом этапе молекулы вещества ориентируются около диполей воды, далее происходит гидратация, а на завершающем этапе диссоциация.

Похожим образом диссоциируют электролиты, у которых молекулы строятся за счет ковалентных связей. Разница только в том, что диполи воды превращают ковалентные связи в ионные. При этом наблюдается такая последовательность процессов:

Электролитическая диссоциация полярной молекулы хлороводорода на гидратированные ионы

В растворах происходит хаотическое движение гидратированных ионов, они могут сталкиваться между собой и опять образовывать отдельные связи. Такой процесс называется ассоциацией.

Классификация электролитов

Все электролиты кроме ионов содержат молекулярные структуры, неспособные переносить разряд. Процентное содержание этих элементов оказывает прямое влияние на возможность проводить ток, параметр обозначается α и определяется по формуле:

Для вычисления берется отношение количества частиц, распавшихся на ионы к общему числу растворенных частиц.

Степень распада определяется опытным путем, если она равняется нулю, то диссоциация полностью отсутствует, если равняется единице, то все вещества в электролите распались на ионы.

С учетом химического состава электролиты имеют неодинаковую степень диссоциации, параметр зависит от природы и концентрации раствора, чем ниже концентрация, тем выше диссоциация. Согласно данным определениям все электролиты делятся на две группы.

  1. Слабые электролиты. Имеют очень незначительную степень диссоциации, химические элементы почти не распадаются на ионы. К таким электролитам относится большинство неорганических и некоторые органические кислоты. Слабые электролиты расщепляются на ионы обратимо, процессы диссоциации и ассоциации по интенсивности могут сравниваться, раствор очень плохо проводит электрический ток.

Способность к диссоциации зависит от нескольких факторов, слабые электролиты во многом определяются химическими и физическими особенностями вещества. Важное значение имеет химический состав растворителя.

  1. Сильные электролиты. Эти растворы в водных растворах интенсивно диссоциируют на ионы, сильные электролиты могут иметь степень диссоциации равную единице. К ним относятся почти весь перечень солей и многие кислоты неорганического происхождения. Сильные электролиты диссоциируют необратимо:

От каких факторов зависит степень диссоциации

  1. Природа растворителя. Степень диссоциации веществ увеличивается прямо пропорционально полярности. Чем больше полярность, тем выше активность имеют сильные электролиты.
  2. Температура во время подготовки раствора. Повышение температуры растворителя увеличивает активность ионов и их количество. Правда, при этом есть вероятность одновременного повышения ассимиляции. Процесс растворения веществ в растворителе должен непрерывно контролироваться, при обнаружении отклонений от заданных параметров немедленно вносятся корректировки.
  3. Концентрация химических веществ. Чем выше концентрация, тем больше вероятность, что после растворения образуются слабые электролиты.

График зависимости константы диссоциации от концентрации

Главные положения теории электролитической диссоциацииСогласно существующей теории, электролитическая диссоциация позволяет растворам проводить электрический ток. В зависимости от этой способности они делятся на электролиты и неэлектролиты.

Процесс распада веществ на ионы называется диссоциацией, положительно заряженные двигаются к катоду и называются катионами, негативно заряженные двигаются к аноду и называются анионами.

Состав электролитов оказывает влияние на способность к диссоциации, технические нормы позволяют определять эту зависимость количественно.

С учетом получаемых после диссоциации ионов изменяется свойство электролитов. Вне зависимости от химического характера образуемых после диссоциации ионов, электролиты подразделяются на три большие классы:

1.Кислоты. В результате распада образуются анионы кислотного остатка и катионы водорода. Кислоты многоосновные могут преобразовываться по первой степени:

2. Основания. Электролиты, дисоциирующие на анионы гидроксогрупп и катионы металла.

3. Соли. Электролиты диссоциируют на анионы кислотного остатка и катионы металлов. Процесс происходит в одну ступень.

Химические свойства электролитов описываются при помощи химических уравнений и определяются свойствами образованных ионов. Для удаления вредных химических соединений, выделяемых в воздух во время диссоциации, используются химически нейтральные пластиковые воздуховоды.

Перспективы развития теории диссоциацииНа современном этапе развития теории ученые предпринимают попытки описать динамические и термодинамические свойства электролитов учитывая концепцию ионно-молекулярной структуры. Классическая теория считается примитивной, в ней ионы представляются как заряженные жесткие сферы.

Главный недостаток традиционной теории – невозможность объяснить локальное снижение диэлектрической проницательности в первом приближении. Ряд растворителей поддается описанию физических свойств ступенчатой зависимостью, но протонные водные растворители имеют намного сложнее процессы релаксации.

Непримитивные модели, рассматривающие ионы в одинаковом масштабе, делятся на две группы:

  1. Первая. Жидкие фазы рассматриваются как максимально разупорядочные кристаллы, размеры не более пяти молекулярных диаметров.
  2. Вторая. Жидкости описываются как сильно неидеальные газы. Молекулы растворителя являются точными или обыкновенными диполями.

Зависимость диэлектрической проницаемости от расстояния между ионами

Неравновесные явления в растворах электролитов

Неравновесный распад объясняется несколькими физическими процессами.

  1. Миграцией и диффузией ионов. Обуславливается сравнительно большим количеством ионных перескоков за единицу времени в сравнении с иными направлениями.

Контакт двух растворов с различными показателями концентрации

  1. Эквивалентной и удельной электропроводностью. Электропроводность обеспечивается миграцией ионов, замеры выполняются таким способом, чтобы исключалось влияние градиента химического потенциала.

Принципиальная схема моста переменного тока во время измерения электропроводности

  1. Числом переноса. Определяется суммой электрической проворности аниона и катиона. Доля тока называется электрическим числом переноса.

Схема определения числа переноса

Перемещение ионов в среде электрического поля по статистике является усредненным процессом, ионы делают беспорядочные перескоки, а элегическое поле оказывает только определенное влияние, точно рассчитать силу и вероятность влияния невозможно. В связи с этим, аналогия диссоциации с обыкновенным поступательным движением твердых тел весьма приближенная, но она позволяет принимать правильные качественные выводы.

Источник: https://plast-product.ru/elektrolityi/

Электролиты в организме: что это такое и почему они так важны

что такое электролиты в химии

Для того, чтобы организм работал как часы, ему нужны различные химические соединения и отдельные компоненты, одним из которых являются электролиты. Они выполняют ряд функций в человеческом организме.

Основная их функция — передавать электрические импульсы. Поэтому для адекватной работы нервной системы важно поддержание нормы электролитов в крови. А восполнить их недостаток можно посредством здорового питания или специальных медикаментов.

Именно об этом пойдет речь в данной статье.

Что из себя представляют электролиты в организме?

Говоря простым языком, электролиты — это соли, способные проводить электрические импульсы. Эта способность позволяет электролитам выполнять не одну важнейшую функцию в системе человеческого организма. Помимо передачи нервных импульсов, электролиты в целом регулируют работу важных систем организма и сохраняют водно‑электролитный баланс.

Всего выделяют пять разновидностей электролитов: кальций, калий, магний, натрий и хлор. Каждый из них отвечает за отдельный функционал.

Следить за уровнем содержания солей в крови очень важно. Если вы испытываете дефицит или, напротив, переизбыток этих веществ в крови, то в организме произойдет сбой, что непременно скажется на здоровье.

Какие функции выполняют разные электролиты?

  • Кальций оказывает благотворное воздействие на прочность зубов и костей.
  • Магний отвечает за работу мозга и сердечной мышцы.
  • Хлор направляет в нужное русло работу пищеварительной системы.
  • А благодаря натрию мышцы мгновенно откликаются на нервные импульсы и выполняют свою функцию в организме.

Так что, если вы занимаетесь спортом, имейте в виду, что вместе с жидкостью теряются и соли, поэтому вам придется восполнить этот баланс.

В магазинах спортивного питания вы всегда найдете специальные напитки, которые помогут восстановить баланс солей и жидкостей в организме. Они помогут вам избежать опасных патологий из‑за потери большого количества электролитов.

Как правильно пить воду, чтобы похудеть?

Баланс электролитов — как определить нехватку или переизбыток?

Нехватка или, напротив, переизбыток электролитов непременно скажется на здоровье человека.

Как проявляется нехватка электролитов?

Выявить дефицит электролитов в крови помогут следующие симптомы:

  • головокружение,
  • слабость,
  • сонливость,
  • аритмия,
  • дрожание рук.

Если вы обнаружили у себя такие симптомы, непременно обратитесь к врачу. Только анализ крови может точно установить причину их появления. Но чаще всего дефицит солей происходит из‑за неправильного питания, различных болезней и большой потери жидкостей.

Как проявляется переизбыток электролитов?

А слишком высокий уровень содержания солей в организме предупреждает вас о таких серьезных патологиях, как поражение почек (об этом расскажет повышенный уровень калия в крови).

Кроме того, избыток солей отражается на работе:

  • мышечной,
  • нервной
  • и сердечно‑сосудистой систем.

Чаще всего причиной переизбытка электролитов является пристрастие к продуктам, насыщенных солями в больших пропорциях.

Нередко это может говорить и о поражении некоторых органов всевозможными заболеваниями.

Чтобы не довести ситуацию до серьезных проблем со здоровьем, стоит регулярно проходить обследования. Только врач сможет назначить верное лечение. При небольших отклонениях от нормы вам, скорее всего, придется несколько скорректировать привычный образ жизни.

5 ошибок в питании офисного работника

Скрытое течение: что делать, если симптомов нет?

Нехватка или же переизбыток солей в организме могут протекать скрыто. Дисбаланс возникает из‑за неправильного образа жизни или развития какого‑то серьезного заболевания. Однако не всегда человек может почувствовать недомогание, связанное с водно‑электролитным дисбалансом, а потому ему об этом может быть ничего не известно. Нужно периодически проходить диагностику, чтобы знать все о состоянии своего здоровья. И это касается не только уровня электролитов в крови.

При хронической усталости, недомогании и апатии необходимо как можно раньше начать поиск причины этих симптомов. Если это нехватка солей в организме без сопутствующих болезней, то в норму вы вернетесь очень скоро. Возможно, все обойдется без применения медицинских препаратов.

Как вы теряете электролиты?

Человеческий организм теряет электролиты и естественным путем. Довести себя до полного изнеможения довольно сложно, но тем не менее, даже при малейшем отклонении от нормы мы испытываем слабость и снижение работоспособности. Чтобы восстановить силы, достаточно съесть или выпить что‑то насыщенное электролитами и питательными веществами.

Из‑за водно‑электролитного дисбаланса страдает множество органов, поэтому важно следить за уровнем солей в организме. В особенности важно соблюдать этот баланс профессиональным спортсменам. Здесь работает принцип — не тренироваться до отказа.

Обычному человеку тоже нужно стремиться к водно‑электролитному балансу.

Поверьте, далеко не у всех этот баланс соблюден, но он играет большую роль в том, чтобы организм работал как «часы». Только тогда считается, что у человека нет проблем со здоровьем, когда каждый орган работает в пределах нормы.

Чтобы достичь этой нормы, потребуется изменить свой образ жизни, сделать его более активным и скорректировать питание.

Как восполнить нехватку солей в организме?

Восполнить дефицит электролитов в крови можно как натуральным способом, так и при помощи медпрепаратов. Чтобы сделать это естественным путем, придется увеличить в своем рационе продукты богатые калием, магнием и хлором.

Чаще всего человек страдает от нехватки какого‑то конкретного электролита: например, кальция. В таком случае необходимо сдать кровь на электролиты. Анализ покажет, как действовать дальше.

Если дефицит электролитов приобретает серьезные масштабы, придется прибегнуть к таким более действенным мерам, как специальные медикаменты. Сегодня в аптеках можно найти препараты с любыми элементами в удобной форме.

Какая еда богата электролитами?

Ответ на этот вопрос будет звучать так: вся еда в большей или меньшей степени насыщена электролитами. Однако есть ряд продуктов, уровень солей в которых просто зашкаливает. Именно эта пища позволит быстро восполнить дефицит кальция, калия, магния, хлора или натрия в крови. Остается только правильно приготовить эти продукты (а лучше употребить в сыром виде), чтобы выжать максимум пользы. Итак, больше всего электролитов в:

  • Бобовых растениях. Лидером по содержанию солей является белая фасоль. Именно в ней содержится наибольшее количество калия.
  • Простой свекле, насыщенной натрием. Употребление свеклы в умеренных количествах благотворно сказывается на работе всех органов человеческого организма.
  • Питательных семенах и орехах. Магнием богаты кунжут и семена подсолнуха. Наличие этих продуктов в рационе поможет наладить работу сердечно‑сосудистой системы.

Прежде, чем садиться на диету, рекомендуется проконсультироваться со специалистом, каких компонентов не хватает вашему организму и какие продукты помогут восполнить этот дефицит.

Алоэ для здоровья и похудения — польза и вред

Как восполнить водно‑солевой баланс с помощью медикаментов?

Водно‑электролитный дисбаланс у каждого проявляется по‑разному, поэтому и подход к «лечению» должен быть индивидуальным. Крайне редко случается, что организму не достает сразу всех элементов, поэтому после прохождения диагностики специалист назначает пациенту конкретное лекарство.

Несмотря на обилие выбора биологически активных добавок в аптеках и тот факт, что все они отпускаются без рецепта, заниматься самолечением не стоит. Хочется напомнить, что избыток солей в организме приводит к развитию различных заболеваний. Не стоит забывать и о побочных эффектах.

Кроме того, помимо самих солей, необходимо подобрать препараты для лучшего усваивания и накопления в организме этих элементов.

Профилактика — залог здоровья

Поддерживать баланс солей и жидкостей в организме необходимо постоянно, а не прибегать к его восполнению только, когда уже почувствовали недомогание.

Для профилактики занимайтесь легкими физическими нагрузками, следите за правильным питанием и периодически проходите обследование у специалистов (если имеется небольшое отклонение от нормы, можно прибегнуть к помощи медпрепаратов). Для максимального результата поддерживать ЗОЖ придется на постоянной основе.

  • Мы разработаем для вас персональную программу правильного питания.
  • С ней вы добьетесь идеального веса без голоданий и физических нагрузок.
  • Это единственный по-настоящему здоровый и естественный способ худеть.

Источник: http://sweetfit.ru/elektrolity/

Электролиты: понятие и свойства

что такое электролиты в химии

  • Электролиты — растворы, содержащие большую концентрацию ионов, обеспечивающих прохождение электрического тока. Как правило, это водные растворы солей, кислот и щелочей.В организме человека и животных электролиты играют важную роль: к примеру, электролиты крови с ионами железа транспортируют кислород в ткани; электролиты с ионами калия и натрия регулируют водно-солевой баланс организма, работу кишечника и сердца.

    Свойства

    Чистая вода, безводные соли, кислоты, щелочи ток не проводят. В растворах же вещества распадаются на ионы и проводят ток. Именно поэтому электролиты называют проводниками второго порядка (в отличие от металлов). Электролитами могут быть также расплавы и некоторые кристаллы, в частности диоксид циркония и иодид серебра.Главное свойство электролитов — способность к электролитической диссоциации, то есть к распаду молекул при взаимодействии с молекулами воды (или других растворителей) на заряженные ионы.По типу ионов, образующихся в растворе, различают электролит щелочной (электропроводимость обусловлена ионами металлов и ОН-), солевой и кислотный (с ионами Н+ и остатками основания кислоты).Для количественной характеристики способности электролита к диссоциации введен параметр «степень диссоциации». Эта величина отражает процент молекул, подвергшихся распаду. Она зависит от:• самого вещества;• растворителя;• концентрации вещества;• температуры.

Электролиты делят на сильные и слабые. Чем лучше реагент растворяется (распадается на ионы), тем сильнее электролит, тем лучше он проводит ток.  К сильным электролитам относятся щелочи, сильные кислоты и растворимые соли.

Для электролитов, использующихся в аккумуляторах, очень важен такой параметр, как плотность. От нее зависят условия эксплуатации аккумулятора, его емкость и срок службы. Определяют плотность с помощью ареометров.

Меры предосторожности при работе с электролитами

Самые популярные электролиты, это раствор концентрированной серной кислоты и щелочи — чаще всего гидроксиды калия, натрия, лития. Все они вызывают химические ожоги кожи и слизистых, очень опасные ожоги глаз. Именно поэтому все работы с такими электролитами нужно производить в отдельном, хорошо вентилируемом помещении, используя средства защиты: одежду, маски, очки, резиновые перчатки.

• Рядом с помещением, где проводятся работы с электролитами, должна храниться аптечка с набором нейтрализующих средств и кран с водой. • Кислотные ожоги нейтрализуются раствором соды (1 ч.л. на 1 ст. воды).• Ожоги щелочью нейтрализуют раствором борной кислоты (1 ч.л. на 1 ст. воды).• Для промывания глаз нейтрализующие растворы должны быть в два раза слабее.

• Поврежденные участки кожи сначала промывают нейтрализатором, а потом мылом и водой.

• Если электролит пролили, его собирают опилками, потом промывают нейтрализатором и вытирают насухо.

При работе с электролитом следует выполнять все требования техники безопасности. Например, кислоту наливают в воду (а не наоборот!) не вручную, а с помощью приспособлений. Куски твердой щелочи в воду опускают не руками, а щипцами или ложками. Нельзя работать в одном помещении с аккумуляторами на разнотипных электролитах, и хранить их вместе тоже запрещается.

Некоторые работы требуют «кипения» электролита. При этом выделяется водород — горючий и взрывоопасный газ. В таких помещениях должна использоваться взрывобезопасная электропроводка и электроприборы, запрещается курение и любые работы с открытым огнем.

Хранят электролиты в пластиковых емкостях. Для работы подходит стеклянная, керамическая, фарфоровая посуда и инструменты.

В следующей статье расскажем подробнее о видах и применении электролита.

Источник: https://pcgroup.ru/blog/elektrolity-ponyatie-i-svojstva/

Кислотный электролит: состав и метод изготовления

Электролит – это токопроводящая жидкость, которая представляет собой смесь дистиллированной воды и кислоты или щелочи. Подробнее о свойствах и видах электролита можно почитать в нашей прошлой статье.

Сейчас мы хотим уделить внимание первому виду этого раствора – кислотному электролиту

Состав и изготовление

Важно понимать, что при нарушении технологии изготовления раствора щелочи или серной кислоты ваш аккумулятор может выйти из строя. Поэтому многие предпочитают покупать кислотную или щелочную смесь в специализированных магазинах.

Если вы решились приготовить токопроводящую жидкость самостоятельно, то для кислотного электролита вам понадобятся дистиллированная вода и серная кислота.

Преимущества серной кислоты заключаются в том, что она почти не имеет запаха и не испаряется при нормальной комнатной температуре от 15 до 25 градусов тепла. Также по другим химическим характеристикам это вещество лучшим образом подходит для заливки в АКБ со свинцовыми пластинами.

Правила безопасности и свойства:

Плотность является главным свойством электролита, ее значение может колебаться в зависимости от уровня заряда АКБ, но при нормальных условиях всегда должно оставаться внутри интервала от 1,26 до 1,30 г/мм3

Нельзя забывать о том, что серная кислота – это едкое вещество. Поэтому работа с ней предполагает применение защитных средств. Как минимум, перчаток и защитных очков.

Как найти хороший автомобильный аккумулятор?

В Нижнем Новгороде вы можете купить аккумулятор недорого и быстро, просто зайдя в наш интернет магазин «Центр-АКБ». В каталоге магазина представлены различные модели с подробными техническими характеристиками. Поэтому, если вы решились купить аккумулятор Bosch или батареи других брендов, смело заполняйте заявку на сайте или звоните по телефону горячей линии: (831) 416-13-13

Нас можно найти в Нижнем Новгороде по адресам:

ул. Березовская, д. 96А

ул. Деловая, д. 7к5

проспект Кирова, 12

ул. Русская улица, 5

Источник: https://centr-akb.ru/kislotnyy-yelektrolit-sostav-i-metod-izgotovleniya/

Сильные и слабые электролиты — степень диссоциации

Электролиты — вещества, расплавы или растворы которых могут проводить электрический ток.

Неэлектролиты — вещества, расплавы или растворы которых не могут проводить электрический ток.

Диссоциация и степень диссоциации

Диссоциация — это распад соединений на ионы.

Степень диссоциации (α) — это отношения числа продиссоциировавших, то есть распавшихся на ионы молекул к их общему числу растворенных молекул.

Формула:

Стрелкой → обозначают распад соединений на ионы.

Стрелкой ← обозначают обратный процесс.

Сильные электролиты

Сильные электролиты — это вещества, которые при растворении в воде почти полностью диссоциируют на ионы.

Поэтому в уравнениях диссоциации ставят знак равенства (=) для сильных электролитов.

К сильным электролитам относятся:

  • Многие неорганические кислоты, такие как: H2SO4, HNO3, HClO3, HMnO4, HClO4, HBr, HCl, HI.
  • Основания щелочноземельных (Ca(OH)2, Ba(OH)2, Sr(OH)2) и щелочных (KOH, NaOH, LiOH) металлов.
  • Растворимые соли.

Слабые электролиты

Слабые электролиты — это такие вещества, которые только частично диссоциируют на ионы.

Поэтому в уравнениях диссоциации ставят знак обратимости (⇄) для слабых электролитов.

К слабым электролитам относятся:

  • Вода и практически все органические кислоты.
  • Некоторые неорганические кислоты: H3PO4, H2SiO3, H2S, H3PO4, HNO2, H2CO3.
  • Нерастворимые гидроксиды металлов: Zn(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)2.

Сильные и слабые электролиты

Как различить сильные и слабые электролиты? Сильные электролиты в растворах почти полностью диссоциированы. К данной группе в большой степени относятся соли, сильные кислоты и щелочи. Слабые электролиты включают слабые основания и кислоты, а также некоторые соли, цианид ртути (II), хлорид ртути (II), иодид кадмия и роданид железа (II).

Степень диссоциации, сильные и слабые электролиты — видео

Источник: https://pristor.ru/silnye-i-slabye-elektrolity-stepen-dissociacii/

Анализ на электролиты крови: показания, подготовка, нормы, лечение

Электролиты в крови находятся всегда. Это вещества, образующиеся из солей, щелочей и кислот, которые распадаясь образуют катионы и анионы. При биохимическом исследовании крови в обязательном порядке осуществляется определение показателя электролитов. Отклонение их от нормы приводит к тяжелым нарушениям состояния здоровья и представляет угрозу для жизни больного.

Что такое электролиты?

Важное место в биохимическом анализе крови занимают электролиты

Электролиты в составе крови — это положительно или отрицательно зараженные частицы, формирующиеся при распаде в крови солей, кислот и щелочей в ходе естественных физиологических процессов. Главными электролитами у человека считаются:

  • магний,
  • калий,
  • железо,
  • натрий,
  • кальций,
  • хлор,
  • фосфор.

Частицы присутствуют в плазме крови и участвуют в большинстве процессов, протекающих в тканях и органах человека. Поводов для сбоя электролитного баланса достаточно много. Часть из них связана с серьезными патологиями, из-за чего при выявлении при анализах отклонений требуется проходить обследование.

Функции и роль электролитов

Одна из функций электролитов — обеспечение передачи импульса

Электролиты присутствуют в крови и межклеточном пространстве, выходя в него через клеточные мембраны. Частицы нормализуют перенос жидкости из крови к клеткам тканей и органов, а также сохраняют правильную кислотность в крови, обеспечивают полноценное прохождение нервных импульсов.

В зависимости от элемента электролиты выполняют различные функции. Так, они помогают поддерживать правильную работу сердечной мышцы, формирование костей, обеспечение свертываемости крови, обменные процессы. Отклонения показателей от нормы влияют негативно на весь организм.

Показания к анализу на электролиты

Нарушения ритма сердца — показание к анализу

Сдача анализа крови на объем электролитов проводится по врачебным показаниям. Основными поводами для исследования являются:

  • обследование для диагностики заболевания, когда у больного имеют место головокружение, нарушение поведения, тошнота;
  • аритмии;
  • комплексные меры диагностики заболеваний печени и поджелудочной железы;
  • определение наиболее действенных препаратов для конкретного пациента при гипертонической болезни.

Также анализ может назначаться по врачебным предписаниям беременным женщинам и лицам, страдающим от хронических патологий желудочно-кишечного тракта и сердца.

Подготовка к исследованию

Исследование проводится натощак

Подготовка к анализу позволяет получить максимально точный результат исследования. Основными пунктами в ней являются:

  • отказ от пищи за 12 часов до сдачи крови;
  • пить утром перед анализом можно только чистую воду без газа;
  • исключение физических и эмоциональных нагрузок за сутки до анализа;
  • отказ от курения за 2 часа до исследования.

Когда проводится прием лекарственных средств, врача надо предупредить об этом, чтобы специалист при расшифровке результатов мог сделать поправку на влияние препаратов.

Способы определения количества электролитов

Определяется показатель электролитов при помощи биохимического анализа крови. Использоваться может один из двух методов.

  1. Весовой. Основывается на проведении определенных химических реакций, в которых используется сыворотка крови. В результате этих действий получают осадок, который не растворяется в воде. Его взвешивают на специальных весах. Далее показатель рассчитывается по формуле.
  2. Фотоэлектрокалориметрирование. При таком способе получают цветовой результат реакции с плазмой крови. Интенсивность цвета определяет количество электролитов.

Метод определения, который применяется в конкретной лаборатории, зависит от ее оснащенности.

Нормы электролитов для взрослых и детей

Норма компонентов в составе крови различная у детей и взрослых. Так, основные электролиты у них имеют такие показатели.

 ЖелезоФосфорКалий
Дети 7-18 ммоль/л 1,19-2,78 ммоль/л 3,5-5,5 ммоль/л
Взрослые 17,9-22,5 ммоль/л 1,87-1,45 ммоль/л 3,4-5,5 ммоль /л

Отклонения показателя от этих норм является нарушением и вредит организму. При расшифровке результата анализа важен индивидуальный подход, так как это позволяет учесть особенности конкретного пациента.

Повышенный уровень электролитов: причины

Причины повышения уровня электролитов в крови могут быть точно определены лишь после полного обследования пациента. Чаще всего вызывается нарушение опухолевыми процессами, неправильным питанием, переутомлением и инфекционными заболеваниями, такими как туберкулез. Проблемы в работе гормональной системы и тяжелые интоксикации также провоцируют изменение картины крови.

Пониженный уровень электролитов: причины

Болезни сердца могут стать причиной нарушения баланса электролитов

Падение уровня электролитов встречается также достаточно часто. Спровоцировать такое нарушение могут физические перегрузки, нервное перенапряжение, злоупотребление алкоголем и кофе, а также неправильное питание. Также нарушение может развиваться на фоне патологий печени, сбоев в работе кишечника, болезнях сердца, почек.

Как нормализовать уровень электролитов

Нормализация картины крови обязательно требует сбалансированного питания, правильного объема физической активности и определения причины возникновения отклонения от нормы. При необходимости лечения оно проводится в зависимости от поставленного диагноза под строгим контролем врача.

Источник: https://gidanaliz.ru/analiz/elektrolity-krovi.html

Свойства электролитов. Сильные и слабые электролиты. Электролиты — что такое?

Отличные проводники электрического тока — золото, медь, железо, алюминий, сплавы. Наряду с ними существует большая группа веществ-неметаллов, расплавы и водные растворы которых тоже обладают свойством проводимости. Это сильные основания, кислоты, некоторые соли, получившие общее название «электролиты». Что такое ионная проводимость? Выясним, какое отношение имеют вещества-электролиты к этому распространенному явлению.

Какие частицы переносят заряды?

Мир вокруг полон различных проводников, а также изоляторов. Об этих свойствах тел и веществ известно с глубокой древности. Греческий математик Фалес провел опыт с янтарем (на греческом — «электрон»). Потерев его о шелк, ученый наблюдал явление притяжения волос, волокон шерсти. Позже стало известно, что янтарь является изолятором.

В этом веществе нет частиц, которые могли бы переносить электрический заряд. Хорошие проводники — металлы. В их составе присутствуют атомы, положительные ионы и свободные, бесконечно малые отрицательные частицы — электроны. Именно они обеспечивают перенос зарядов, когда пропускают ток. Сильные электролиты в сухом виде не содержат свободных частиц.

Но при растворении и расплавлении происходит разрушение кристаллической решетки, а также поляризация ковалентной связи.

Отдавая или присоединяя электроны, атомы металлических и неметаллических элементов превращаются в ионы. Между ними в кристаллической решетке существует достаточно прочная связь.

Растворение или расплавление ионных соединений, например, хлорида натрия, приводит к ее разрушению. В полярных молекулах нет ни связанных, ни свободных ионов, они возникают при взаимодействии с водой. В 30-х годах XIX века М.

Фарадей обнаружил, что растворы некоторых веществ проводят ток. Ученый ввел в науку такие важнейшие понятия:

  • ионы (заряженные частицы);
  • электролиты (проводники второго рода);
  • катод;
  • анод.

Есть соединения – сильные электролиты, кристаллические решетки которых полностью разрушаются с освобождением ионов.

Существуют нерастворимые вещества и те, что сохраняются в молекулярном виде, например, сахар, формальдегид. Такие соединения называются неэлектролитами. Для них не характерно образование заряженных частиц. Слабые электролиты (угольная и уксусная кислота, гидроксид аммония и ряд других веществ) содержат мало ионов.

Теория электролитической диссоциации

В своих работах шведский ученый С. Аррениус (1859–1927) опирался на выводы Фарадея. В дальнейшем уточнили положения его теории русские исследователи И. Каблуков и В. Кистяковский. Они выяснили, что при растворении и расплавлении образуют ионы не все вещества, а только электролиты. Что такое диссоциация по С. Аррениусу? Это и есть разрушение молекул, которое приводит к появлению заряженных частиц в растворах и расплавах. Основные теоретические положения С. Аррениуса:

  1. Основания, кислоты и соли в растворах находятся в диссоциированном виде.
  2. Обратимо распадаются на ионы сильные электролиты.
  3. Слабые образуют мало ионов.

Показателем степени диссоциации вещества (ее часто выражают в процентах) является соотношение числа молекул, распавшихся на ионы, и общего количества частиц в растворе. Электролиты являются сильными, если значение этого показателя свыше 30%, у слабых — менее 3%.

Свойства электролитов

Теоретические выводы С. Аррениуса дополнили более поздние исследования физико-химических процессов в растворах и расплавах, проведенные русскими учеными. Получили объяснение свойства оснований и кислот. К первым относят соединения, в растворах которых из катионов можно обнаружить только ионы металла, анионами являются частицы OH–.

Молекулы кислот распадаются на отрицательные ионы кислотного остатка и протоны водорода (H+). Движение ионов в растворе и расплаве — хаотичное. Рассмотрим результаты опыта, для которого потребуется собрать цепь, включить в нее угольные электроды и обыкновенную лампочку накаливания.

Проверим проводимость растворов разных веществ: поваренной соли, уксусной кислоты и сахара (первые два – электролиты). Что такое электрическая цепь? Это источник тока и проводники, соединенные между собой. При замыкании цепи лампочка будет гореть ярче в растворе поваренной соли. Движение ионов приобретает упорядоченность.

Анионы направляются к положительному электроду, а катионы — к отрицательному.

В этом процессе в уксусной кислоте участвует небольшое количество заряженных частиц. Сахар не является электролитом, не проводит ток. Между электродами в этом растворе окажется изолирующий слой, лампочка гореть не будет.

Химические взаимодействия между электролитами

При сливании растворов можно наблюдать, как ведут себя электролиты. Что такое ионные уравнения подобных реакций? Рассмотрим на примере химического взаимодействия между хлоридом бария и нитратом натрия:

2NaNO3 + BaCl2 + = 2NaCl + Ba(NO3)2.

Формулы электролитов запишем в ионном виде:

2Na+ + 2NO3– + Ba2+ + 2Cl– = 2Na+ + 2Cl– + Ba2+ + 2NO3–.

Взятые для реакции вещества — сильные электролиты. В этом случае состав ионов не меняется. Химическое взаимодействие между растворами электролитов возможно в трех случаях:

1. Если один из продуктов является нерастворимым веществом.

Молекулярное уравнение: Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl.

Запишем состав электролитов в виде ионов:

2Na+ + SO42– + Ba2+ + 2Cl– = BaSO4(белый осадок) + 2Na+ 2Cl–.

2. Одно из образовавшихся веществ — газ.

3. Среди продуктов реакции есть слабый электролит.

Вода — один из наиболее слабых электролитов

Химически чистая вода (дистиллированная) не проводит электрический ток. Но в ее составе есть небольшое количество заряженных частиц. Это протоны Н+ и анионы ОН–. Диссоциации подвергается ничтожно малое число молекул воды. Существует величина — ионное произведение воды, которая является постоянной при температуре 25 °C. Она позволяет узнать концентрации Н+ и ОН–.

Преобладают ионы водорода в растворах кислот, гидроксид-анионов больше в щелочах. В нейтральных — совпадает количество Н+ и ОН–. Среду растворов также характеризует водородный показатель (рН). Чем он выше, тем больше присутствует гидроксид-ионов. Среда является нейтральной при интервале рН близком к 6–7.

В присутствии ионов Н+ и ОН– изменяют свой цвет вещества-индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метилоранж и другие.

Свойства растворов и расплавов электролитов находят широкое применение в промышленности, технике, сельском хозяйстве и медицине. Научное обоснование заложено в работах ряда выдающихся ученых, объяснивших поведение частиц, из которых состоят соли, кислоты и основания.

В их растворах протекают многообразные реакции ионного обмена. Они используются во многих производственных процессах, в электрохимии, гальванике. Процессы в живых существах также происходят между ионами в растворах.

Многие неметаллы и металлы, токсичные в виде атомов и молекул, незаменимы в виде заряженных частиц (натрий, калий, магний, хлор, фосфор и другие).

Источник: https://FB.ru/article/134617/svoystva-elektrolitov-silnyie-i-slabyie-elektrolityi-elektrolityi---chto-takoe

Разница между электролитами и неэлектролитами

Химические соединения можно разделить на две категории в зависимости от их способности проводить электричество через их водный раствор. Эти две категории — электролиты и неэлектролиты. Электролиты — это химические соединения, которые могут растворяться в воде с образованием ионов. Эти ионы могут проводить электричество через раствор.

Неэлектролиты — это химические соединения, которые не проводят электричество при растворении в воде. Это потому, что они не образуют ионы при растворении в воде.

Основное различие между электролитами и неэлектролитами заключается в том, что электролиты могут ионизироваться при растворении в воде, тогда как неэлектролиты не могут ионизироваться при растворении в воде.

Ключевые области покрыты

1. Что такое электролиты
      — Определение, объяснение электролитических свойств с примерами
2. Что такое неэлектролиты
      — Определение, объяснение общих свойств с примерами
3. В чем разница между электролитами и неэлектролитами
      — Сравнение основных различий

Ключевые слова: анионы, катионы, ковалентные соединения, электролиты, ионные соединения, ионизация, неэлектролиты.

Что такое электролиты

Электролиты — это химические соединения, которые могут растворяться в ионах при растворении в воде. Эти ионы могут проводить электричество через этот водный раствор. Чтобы распасться на ионы, электролит должен быть ионным соединением. Ионные соединения состоят из катионов и анионов.

При растворении в воде эти ионные соединения могут образовывать водные катионы и анионы. Эти ионы равномерно распределены по всему раствору. Тогда решение электрически нейтрально. Если на этот раствор подается электрический ток извне, ионы в растворе начинают двигаться. Катионы движутся к электроду, где плотность электронов высокая. Анионы имеют тенденцию переходить на другой электрод. Это движение ионов производит электрический ток через раствор.

Существует два типа электролитов: сильные электролиты и слабые электролиты. Сильные электролиты полностью ионизируются в его ионы. В водном растворе сильного электролита нет нейтральных молекул. Слабые электролиты не полностью ионизируются в его ионы. Следовательно, в растворе также присутствуют некоторые нейтральные молекулы.

Рисунок 1: Электролиты используются в электрохимических методах

Сильные кислоты и сильные основания являются сильными электролитами, поскольку они могут полностью ионизироваться в воде. Соединение не обязательно должно полностью растворяться в воде, чтобы считаться сильным электролитом. Некоторые соединения частично растворяются в воде, но все же они являются сильными электролитами.

Например, гидроксид стронция, Sr (OH)2 частично растворяется в воде. Но это сильный электролит, поскольку растворенное количество полностью ионизируется. Кроме того, соли, такие как NaCl, MgCl2 также являются сильными электролитами, поскольку они представляют собой ионные соединения с высокой степенью ионных характеристик.

Слабые кислоты и слабые основания считаются слабыми электролитами. Это потому, что эти соединения частично диссоциируют на ионы. Большинство азотсодержащих соединений являются слабыми электролитами. Вода также считается слабым электролитом. Молекулы воды находятся в равновесии с гидроксильными ионами и ионами гидроксония.

Что такое неэлектролиты

Неэлектролиты — это химические соединения, водные растворы которых не могут проводить электричество через раствор. Эти соединения не существуют в ионной форме. Большинство неэлектролитов являются ковалентными соединениями. При растворении в воде эти соединения вообще не образуют ионов.

Рисунок 2: Сахар может быть полностью растворен в воде, но это не электролит.

Большинство углеродных соединений, таких как углеводороды, являются неэлектролитами, потому что эти соединения не могут растворяться в воде. Некоторые соединения, такие как глюкоза, могут растворяться в воде, но не ионизируются. Водный раствор глюкозы состоит из молекул глюкозы. Следовательно, сахара, жир и спирты неэлектролиты. Как правило, неэлектролиты являются неполярными соединениями.

Определение

Электролиты: Электролиты — это химические соединения, которые могут растворяться в ионах при растворении в воде.

неэлектролитов: Неэлектролиты — это химические соединения, водные растворы которых не могут проводить электричество через раствор.

Электрическая проводимость

Электролиты: Электролиты могут проводить электричество через свои водные растворы.

неэлектролитов: Неэлектролиты не могут проводить электричество через свои водные растворы.

Химическая связь

Электролиты: Электролиты состоят из ионных связей.

неэлектролитов: Неэлектролиты состоят из ковалентных связей.

соединений

Электролиты: Электролиты — это ионные соединения. Кислоты, основания и соли являются электролитами.

неэлектролитов: Неэлектролиты являются ковалентными соединениями. Углеродсодержащие соединения, жир и сахар являются неэлектролитами.

Типы

Электролиты: Электролиты могут быть найдены как сильные электролиты и слабые электролиты.

неэлектролитов: Неэлектролиты не могут быть найдены в виде водорастворимых соединений и водонерастворимых соединений.

Заключение

Электролиты и неэлектролиты представляют собой химические соединения, которые называются таковыми в зависимости от способности или неспособности проводить электричество через свои водные растворы. Эта способность зависит от ионизации соединения.

Другими словами, соединение должно быть разбито на ионы, чтобы проводить электричество через ионы.

Основное различие между электролитами и неэлектролитами заключается в том, что электролиты могут ионизироваться при растворении в воде, тогда как неэлектролиты не могут ионизироваться при растворении в воде.

Изображение предоставлено:

Источник: https://ru.strephonsays.com/difference-between-electrolytes-and-nonelectrolytes

Растворы электролитов

При растворении в воде не все вещества имеют способность проводить электрический ток. Те соединения, водные растворы которых способны проводить электрический ток называются электролитами. Электролиты проводят ток за счет так называемой ионной проводимости, которой обладают многие соединения с ионным строением (соли, кислоты, основания).

Существуют вещества, имеющие сильнополярные связи, но в растворе при этом подвергаются неполной ионизации (например, хлорид ртути II) – это слабые электролиты. Многие органические соединения (углеводы, спирты), растворенные  воде, не распадаются на ионы, а сохраняют свое молекулярное строение.

Такие вещества электрический ток не проводят и называются неэлектролитами.

Приведем некоторые закономерности, руководствуясь которыми можно определить к сильным или слабым электролитам относится то или иное соединение:

  1. Кислоты. К сильным кислотам из наиболее распространенных относятся HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4. Почти все остальные кислоты – слабые электролиты.
  2. Основания. Наиболее распространенные сильные основания – гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (исключая Be). Слабый электролит – NH3.
  3. Соли. Большинство распространенных солей – ионных соединений, — электролиты сильные. Исключения составляют, в основном, соли тяжелых металлов.

Ионно–молекулярные уравнения

Рассмотрим пример нейтрализации сильной кислоты сильным основанием, например:

HCl + NaOH = NaCl + HOH

Процесс представлен в виде молекулярного уравнения. Известно, что как исходные вещества, так и продукты реакции в растворе полностью ионизированы. Поэтому представим процесс в виде полного ионного уравнения:

H+ + Cl— +Na+ + OH— = Na+ + Cl— + HOH

После «сокращения» одинаковых ионов в левой и правой частях уравнения получаем сокращенное ионное уравнение:

H+ + OH— = HOH

Мы видим, что процесс нейтрализации сводится к соединению H+ и OH— и образованию воды.

При составлении ионных уравнений следует помнить, что в ионном виде записываются только сильные электролиты. Слабые электролиты, твердые вещества и газы записываются в их молекулярном виде.

Далее рассмотрим реакцию осаждения. Смешаем водные растворы AgNO3 и HI:

Молекулярное уравнение AgNO3 + HI →AgI↓ + HNO3
Полное ионное уравнение Ag+ + NO3— + H+ + I— →AgI↓ + H+ + NO3—
Сокращенное ионное уравнение Ag+ + I— →AgI↓

Процесс осаждения сводится к взаимодействию только Ag+ и I— и образованию нерастворимого в воде AgI.

Чтобы узнать способно ли интересующее нас вещество растворяться в воде, необходимо воспользоваться таблицей нерастворимости.

Рассмотрим третий тип реакций, в результате которой образуется летучее соединение. Это реакции взаимодействия карбонатов, сульфитов или сульфидов с кислотами. Например,

Молекулярное уравнение Na2SO3 + 2HI → 2NaI + SO2 + H2O
Полное ионное уравнение 2Na+ + SO32- + 2H+ + 2I— → 2Na+ + 2I— + SO2 + H2O
Сокращенное ионное уравнение SO32- + 2H+ → SO2 + H2O

При смешении некоторых растворов ионных соединений, взаимодействия между ними может и не происходить, например

Молекулярное уравнение CaCl2 + 2NaI  = 2NaCl +CaI2
Полное ионное уравнение Ca2+ + Cl— + 2Na+ + I—  = 2Na+ + Cl— + Ca2++ 2I—
Сокращенное ионное уравнение отсутствует

Итак, подводя итог, отметим, что химические превращения наблюдаются в случаях, если соблюдается одно из следующих условий:

  • Образование неэлектролита. В качестве неэлектролита может выступать вода.
  • Образование осадка.
  • Выделение газа.
  • Образование слабого электролита, например уксусной кислоты.
  • Перенос одного или нескольких электронов. Это реализуется в окислительно – восстановительных реакциях.
  • Образование или разрыв одной или нескольких ковалентных связей.

Источник: http://zadachi-po-khimii.ru/obshaya-himiya/rastvory-elektrolitov.html

Электролит, понятие, свойства и виды

Электролит – вещество, которое проводит электрический ток вследствие диссоциации на ионы, что происходит в растворах и расплавах, или вследствие движения ионов в кристаллических решётках твёрдых электролитов.

Электролит (определение и понятие)

Электролитическая диссоциация (ионизация)

Виды электролитов: сильные и слабые электролиты

Электролит (определение и понятие):

Электролит – вещество, которое проводит электрический ток вследствие диссоциации на ионы, что происходит в растворах и расплавах, или вследствие движения ионов в кристаллических решётках твёрдых электролитов.

Электролиты – вещества, расплавы или растворы которых проводят электрический ток.

Электролиты – вещества, подвергающиеся в растворах или расплавах электролитической диссоциации и проводящие электрический ток за счет движения ионов. Таким образом, движение электрического тока в электролитах обусловлено ионной проводимостью.

Электролиты – это проводники второго рода, вещества, электропроводность которых обусловлена подвижностью положительно или отрицательно заряженных ионов.

К электролитам относятся вещества с ионной или сильнополярной ковалентной связью. К электролитам относятся растворы солей, оснований и кислот, а также вода. Кроме того, некоторые газы ведут себя как электролиты в условиях высокой температуры или низкого давления. Некоторые кристаллы (например, иодид серебра, диоксид циркония) также являются твердыми электролитами.

Соответственно неэлектролиты – вещества, расплавы и водные растворы которых не проводят электрический ток. К неэлектролитам относятся вещества с неполярной и малополярной ковалентной связью. К неэлектролитам относятся газы (двухатомные газы, благородные газы и др.), твердые вещества и органические вещества (спирты, эфиры, бензол, бензин, сахарозу и пр.).

Способность растворов или расплавов электролитов проводить электрический ток объясняется тем, что молекулы электролитов при растворении в воде или других растворителях (например, этаноле, жидком аммиаке, жидком сернистом ангидриде) либо при расплавлении распадаются на электрически положительно и отрицательно заряженные частицы — ионы. Величина заряда иона численно равна валентности атома или группы атомов, образующих ион.

Положительно заряженные ионы называют катионами, отрицательно заряженные – анионами. Катионы образуют атомы водорода Н+, металлов: К+, Na+, Са2+, Fe3+ и некоторые группы атомов, например группа аммония NH4+. Анионы образуют атомы и группы атомов, являющиеся кислотными остатками, например Cl—, NO3—, SO42—, CO32—.

Ионы могут состоять из одного атома – тогда они именуются простыми ионами (Na+, Mg2+, Аl3+ и т.д.) или из нескольких атомов – тогда они именуются сложными ионами (NО3—, SO42— , РО43—   и т.д.).

Электролитическая диссоциация (ионизация):

Процесс распада молекул в растворе или расплаве электролита на ионы называется электролитической диссоциацией (или ионизацией). Процесс диссоциации носит обратимый характер. Одновременно с процессами диссоциации в растворах или расплавах электролита протекают и процессы ассоциации ионов в молекулы.

При неизменных внешних условиях (температура, концентрация и др.) устанавливается динамическое равновесие между диссоциациями (распадами) и ассоциациями. Это означает, что определенное количество молекул электролита распадается на ионы и такое же количество молекул образуется вновь из ионов.

Поэтому в растворах или расплавах электролита всегда диссоциирована определённая доля молекул вещества.

Уравнение диссоциации молекулы электролита (КA) на катион (К+) и анион (А—) в общем виде записывается так:

КА ↔  K+ + A—.

Для конкретных химических соединений уравнение диссоциации выглядит следующим образом:

H ↔ H+ + NO3—,

Ba(OH)2 ↔ Ba2+ + 2OH—,

Na(NO3)2 ↔ Na2+ + 2NO3—.

Число положительных и отрицательных ионов электролита в растворе или расплаве может быть разным, но суммарный заряд катионов всегда равен суммарному заряду анионов, поэтому раствор (или расплав) в целом электрически нейтрален.

Процесс диссоциацииэлектролитов в воде легче всего происходит у соединений с ионной связью (солей, щелочей), которые при растворении образуют гидратированные ионы. Как правило, соединения с ионной связью (соли и щелочи) диссоциируют полностью.

Соединения с сильнополярной ковалентной связью диссоциируют частично.

При растворении вещества с сильнополярной ковалентной связью (например, хлороводород HCl) диполи воды ориентируются у соответствующих полюсов растворяемой молекулы, поляризую связь и превращая ее в ионную с последующей гидратацией ионов.

Гидратированные ионы устойчивы. Они беспорядочно передвигаются в растворе. Однако под действием электрического тока их движение приобретает направленный характер.

Растворы электролитов обладают способностью проводить электрический ток вследствие движения ионов.

Если в раствор или расплав электролита опустить электроды и на электроды подать электрический ток, то под действием  электрического тока ионы  приобретут  направленное движение: положительно заряженные ионы (катионы) будут двигаться  к катоду (отрицательному электроду), отрицательно  заряженные (анионы) – к аноду (положительному электроду).

Направленное  движение  ионов  происходит  в  результате  притяжения  их  противоположно заряженными электродами. Направленное движение катионов и анионов в растворе или расплаве электролита в противоположных направлениях равносильно электрическому току.

Для измерения количественной характеристики электролитической диссоциации введено понятие степень диссоциации.

Степень диссоциации (α) — это отношение числа молекул, диссоциировавших на ионы (n), к общему числу молекул (N) в растворе электролита.

α = n / N.

Степень диссоциации выражается в долях или процентах.

Степень диссоциации (т.е. полнота диссоциации) электролита зависит от многих факторов: от природы электролита, температуры, концентрации и вида растворителя.

Так, один и тот же электролит при разной температуре или при одинаковой температуре, но в разных растворителях, будет диссоциирован в разной степени. Так, диссоциация происходит только в полярном растворителе, в частности, в воде. Соли и щелочи диссоциируются полностью.

С увеличением концентрации ионизация электролита идет труднее, и наоборот. Повышение температуры способствует повышению степени диссоциации, и наоборот.

Мерой способности электролитов распадаться на ионы в растворах может служить константа электролитической диссоциации (константа ионизации) (Кд).

Константа диссоциации (Кд) – это отношение произведения концентрации диссоциированных ионов к концентрации недиссоциированных молекул электролита.

Константу диссоциации можно выразить уравнением:

Кд = (K+ ∙ A−) / KA.

где:

KA – концентрация недиссоциированного соединения в растворе;

K+ – концентрация катионов в растворе;

A− – концентрация анионов в растворе.

Константа диссоциации (Кд) показывает во сколько раз скорость диссоциации больше скорости ассоциации. Чем больше константа диссоциации, тем сильнее электролит. Константа диссоциации зависит от природы электролита и растворителя, температуры и не зависит от концентрации раствора.

Виды электролитов: сильные и слабые электролиты, солевые, кислотные и щелочные электролиты и пр.:

Исходя из степени диссоциации все электролиты делятся на две группы: сильные электролиты и слабые электролиты.

Сильные электролиты – электролиты, степень диссоциации которых в растворах равна единице (то есть диссоциируют полностью) и не зависит от концентрации раствора. Сюда относятся подавляющее большинство солей, щелочей, а также некоторые кислоты (сильные кислоты, такие как HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4).

Слабые электролиты – электролиты, степень диссоциации меньше единицы (то есть диссоциируют не полностью) и уменьшается с ростом концентрации. К ним относят воду, ряд кислот (слабые кислоты, такие как HF, HNO2, HCO3, HPO4, почти все органические кислоты), основания p-, d- и f-элементов, почти все малорастворимые в воде соли.

Необходимо иметь в виду, что между двумя указанными группами не существует чёткой границы: одно и то же вещество может в одном растворителе проявлять свойства сильного электролита, а в другом – слабого.

В зависимости от вида ионов, на которые распадается вещество при растворении в воде, различаются:

– электролиты без ионов Н+ и ОН— (солевые электролиты),

– электролиты с обилием ионов Н+ (кислотные электролиты),

– и электролиты с преобладанием ионов ОН— (щелочные электролиты).

В зависимости от вида растворителя электролиты делятся на водные электролиты и неводные электролиты. Отдельно выделяется особый вид электролитов – полиэлектролиты.

В зависимости от того, какое количество ионов образуется при диссоциации молекул электролита, электролиты подразделяются на:

симметричные электролиты. Симметричные электролиты – электролиты, при диссоциации молекул которого образуется равное число положительных и отрицательных ионов. Симметричными электролитами являются NaCl – 1,1-валентный электролит, HCl – 1,1-валентный электролит и CaSO4 – 2,2-валентный электролит;

несимметричные электролиты. Несимметричные электролиты – электролиты при диссоциации молекул которого образуется неравное число положительных и отрицательных ионов. Несимметричным электролитом является, например, H2SO4 – 1,2-валентный электролит.

В зависимости от природы электролита выделяются:

– соли. Соли, как электролиты, диссоциируют в водном растворе с образованием иона металла в качестве катиона и иона кислотного остатка в качестве аниона. Соли диссоциируют полностью.

Например, Na(NO3)2 ↔ Na2+ + 2NO3—.

– кислоты. Кислоты, как электролиты, диссоциируют в водном растворе с образованием иона водорода H+ в качестве катиона и иона кислотного остатка в качестве аниона. Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато. Причем каждая последующая ступень диссоциирует сложнее, т.к. образующиеся ионы кислотных остатков являются более слабыми электролитами.

Например, фосфорная кислота диссоциирует в три ступени, потому, что имеет 3 атома водорода:

H3РО4 ↔ H+ + H2РО4—,

H2РО4— ↔ H+ + HРО42—,

HРО42— ↔ H+ + РО43—.

Общая формула диссоциация для фосфорной кислоты будет выглядеть так:

H3РО4 ↔ H+ + H2РО43—.

– основания. Основания, как электролиты, диссоциируют в водном растворе с образованием гидроксид-иона ОН— в качестве аниона и иона металла в качестве катиона.

Например, NaOH ↔ Na+ + OH—. Основания диссоциируют полностью.

Источник: https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/elektrolit-ponyatie-svoystva-i-vidyi/

ЭЛЕКТРОЛИТЫ

статьи

ЭЛЕКТРОЛИТЫ, вещества, обладающие ионной проводимостью; их называют проводниками второго рода – прохождение тока через них сопровождается переносом вещества. К электролитам относятся расплавы солей, оксидов или гидроксидов, а также (что встречается значительно чаще) растворы солей, кислот или оснований в полярных растворителях, например в воде. Известны и твердые электролиты.

Чтобы пропустить электрический ток через раствор электролита, в него опускают две металлические или угольные пластины – электроды – и соединяют их с полюсами источника постоянного тока. Положительный электрод называют анодом, отрицательный – катодом. Прохождение тока через электролит сопровождается химическими реакциями на электродах.

Так, на катоде, погруженном в расплав соли или оксида либо в раствор соли, обычно осаждается металл, входящий в состав электролита. На катоде, погруженном в водный раствор кислоты, основания либо соли щелочного или щелочноземельного металла, выделяется газообразный водород.

На аноде, изготовленном из инертного материала, например платины или угля, в водном растворе выделяется газообразный кислород, а в концентрированных водных растворах хлоридов или в расплавленных хлоридах – хлор. Цинковые, медные или кадмиевые аноды под действием электрического тока сами постепенно растворяются; газ в этом случае не образуется.

Законы Фарадея

Электролизом называют химические процессы, протекающие под действием электрического тока на электродах, погруженных в электролит.

Количество образовавшегося вещества связано с количеством электричества, пропущенного через электролит (сила тока ґ время), законами Фарадея: 1) количество вещества, образовавшегося на электроде при пропускании через электролит постоянного электрического тока, прямо пропорционально количеству пропущенного электричества, т.е.

силе тока и времени электролиза; 2) для разных электродных процессов при одинаковом количестве электричества, пропущенного через электролит, массы образовавшихся веществ пропорциональны их химическим эквивалентам.

(Эквивалентом элемента называется такое его количество, которое соединяется с 1 моль атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях, а эквивалентом сложного вещества называется такое его количество, которое взаимодействует без остатка с 1 экв. водорода или любого другого вещества. См. ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МАССА.)

Законы Фарадея справедливы как для растворов, так и для расплавов и применимы к обоим электродам. Количество электричества, необходимое для образования 1 экв. любого вещества, одинаково для всех веществ; оно равно 96 485 Кл и называется числом Фарадея или постоянной Фарадея (фундаментальная физическая константа). Эта закономерность широко применяется на практике.

Исходя из количества затраченного электричества, можно рассчитать массу или толщину металлического покрытия, образующегося при гальваностегии, и наоборот, задав толщину покрытия, можно оценить, какое количество электричества для этого потребуется. Законы Фарадея лежат в основе работы вольтметра и приборов, предназначенных для измерения силы постоянного тока. См.

также ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ; ЭЛЕКТРОХИМИЯ.

Ионы

В 1833 М.Фарадей предположил, что ток через электролит переносят электрически заряженные частицы – ионы. Положительно заряженные ионы (например, ионы металлов и водорода), движущиеся через электролит по направлению к катоду, были названы катионами, а отрицательно заряженные, перемещающиеся к аноду, – анионами. Предполагалось, что на электродах ионы теряют заряд, при этом на катоде из катионов образуются атомы металла или водорода, а на аноде из анионов – галогены или кислород.

Эти представления – с незначительными изменениями – считаются справедливыми и сегодня. Положительным ионом (катионом) называют атом или группу атомов, утративших один или несколько электронов, а отрицательным ионом (анионом) – атом или группу атомов с одним или более избыточным электроном.

На катоде катионы электролита приобретают недостающие электроны и нейтрализуют свой положительный заряд. Аналогично анионы отдают избыточные электроны, достигая анода. Если материал анода реакционноспособен, он может сам служить источником электронов, поскольку его атомы отдают электроны легче, чем анионы.

Образующиеся катионы переходят при этом в раствор.

Поскольку для осаждения или нейтрализации 1 экв. любого вещества требуется одно и то же количество электричества, очевидно, что заряд, переносимый ионами, содержащимися в 1 экв., одинаков для всех веществ. Число эквивалентов в одном моле ионов равно валентности иона, поэтому число единичных зарядов (электронов), переносимых ионом, можно отождествить с его валентностью.

Таким образом, у одновалентного катиона (например, Na+, K+, Ag+) недостает одного электрона по сравнению с нейтральным атомом; этот катион переносит единичный положительный заряд. У двухвалентного катиона (например, Ca2+, Zn2+, Cu2+) недостает двух электронов, он переносит два единичных положительных заряда и т.д.

Единичный отрицательный заряд одновалентного аниона (Cl–, Br–) создается одним избыточным по отношению к нейтральному атому электроном.

Теория Аррениуса

Предположив, что электрический ток в электролитах переносят ионы, Фарадей ничего не сказал об их происхождении. Некоторые соображения по этому поводу были высказаны немецким физиком Р.Клаузиусом в 1857, а первое наиболее полное описание процесса образования ионов принадлежит шведскому физикохимику С.Аррениусу (1883–1897).

Аррениус предположил, что соли, кислоты и основания при растворении в подходящем растворителе (например, в воде) распадаются (диссоциируют) на ионы. Например, хлорид натрия NaCl диссоциирует на ионы натрия Na+ и хлора Cl–. Электрический ток в самом процессе диссоциации никак не участвует, он лишь направляет ионы к соответствующим электродам.

Теория электролитической диссоциации не только объясняет образование ионов в растворе, но и проливает свет на многие ранее непонятные явления. Так, в 1887 нидерландский физикохимик Я.Вант-Гофф обнаружил, что температура замерзания растворов электролитов значительно ниже, а температура кипения намного выше, чем рассчитанные исходя из их молекулярных масс (см. также РАСТВОРЫ).

Природа этих отклонений становится ясной, если учесть, что свойства разбавленных растворов зависят не от природы растворенных частиц, а от их числа. При диссоциации из одной молекулы электролита образуются два и более иона, а число частиц в растворе становится гораздо больше, чем в случаях, когда электролитическая диссоциация по каким-то причинам не происходит.

Константа диссоциации

Согласно Аррениусу, степень диссоциации, т.е. доля молекул, распавшихся на ионы, возрастает по мере разбавления раствора. Предположив, что скорости перемещения ионов через электролит не зависят от концентрации раствора, и измерив электропроводность, Аррениус рассчитал степень диссоциации нескольких электролитов при разных концентрациях. В.

Оствальд в 1888 использовал этот метод для расчета концентрации свободных ионов и недиссоциированных молекул в растворе, а отсюда – константы равновесия (константы диссоциации) реакции диссоциации.

Обратимая диссоциация электролита CA на ионы C+ и A– описывается уравнением CA C+ + A–, а константа диссоциации равна K = [C+][A–]/[CA] (величины в квадратных скобках – концентрации). Последнее соотношение удовлетворительно описывает поведение только растворов слабых электролитов – слабых кислот и оснований. Сильные электролиты, т.е.

водные растворы сильных кислот, оснований и большинства солей, ведут себя иначе; оказалось, что фундаментальный постулат Аррениуса о постоянстве скоростей перемещения ионов и независимости их от концентрации неприменим к сильным электролитам.

Теория межионного взаимодействия

Согласно современным представлениям, основанным на теории валентности и данных по рентгеноструктурному анализу кристаллов, большинство солей ионизировано уже в твердом состоянии; при этом положительные и отрицательные ионы удерживаются вместе электростатическими силами.

Когда соль растворяется (например, в воде), ионы притягивают к себе молекулы растворителя – сольватируются (или гидратируются, если растворитель – вода). Выделяющейся в процессе сольватации энергии достаточно для преодоления электростатических сил притяжения ионов, так что ионы в растворе отделяются друг от друга, т.е. происходит электролитическая диссоциация.

Сильные электролиты, в частности галогениды и нитраты щелочных и щелочноземельных металлов, полностью ионизированы в растворе при всех приемлемых концентрациях.

Противоположно заряженные ионы в растворе притягиваются друг к другу, причем степень притяжения возрастает с увеличением концентрации, поскольку расстояние между ионами уменьшается. Диссоциация, особенно при высоких концентрациях, никогда не бывает полной. Здесь нужно остановиться на различии между диссоциацией и ионизацией.

Сильные электролиты (например, соль) в растворе полностью ионизированы фактически при всех концентрациях, но степень их диссоциации зависит от концентрации и становится достаточно высокой только в очень разбавленных растворах.

Слабые электролиты, напротив, ионизированы лишь частично, и степень ионизации у них очень мало отличается от степени диссоциации; это и подтверждают измерения электропроводности.

Теория Дебая – Хюккеля

Описанные выше представления составляют основу теории межионного взаимодействия электролитов. Вкратце суть ее состоит в следующем: электростатическое притяжение между ионами существует во всех электролитах, но в слабых электролитах, где число ионов относительно мало и поэтому они находятся далеко друг от друга, оно несущественно. Таким образом, концепция межионного взаимодействия относится главным образом к сильным электролитам.

В количественном виде эту концепцию представили П.Дебай и Э.Хюккель в 1923, и она называется теорией Дебая – Хюккеля. Основная ее идея состоит в том, что вследствие электростатического притяжения между положительными и отрицательными ионами вблизи каждого иона находятся главным образом ионы противоположного знака, т.е. ион как бы окружен ионной атмосферой. Суммарный заряд этой атмосферы по абсолютной величине равен заряду центрального иона, но противоположен ему по знаку.

Тормозящее действие ионной атмосферы на передвижение ионов проявляется таким образом, что все свойства, зависящие от концентрации ионов (такие, как электрическая проводимость, осмотическое давление и т.д.), отвечают заниженной степени диссоциации – кажущейся степени диссоциации.

Для оценки состояния ионов в растворе пользуются понятием активности иона – его условной концентрации, соответственно которой он действует при химических реакциях: a = fC, где a – активность иона, C – его концентрация, f – коэффициент активности. Значение f< 1 указывает на связывающее взаимодействие ионов; если f близок к единице, это говорит о слабом межионном взаимодействии.

В очень разбавленных растворах действие межионных сил почти не проявляется. Применяя различные математические методы для описания свойств ионной атмосферы, во многом удалось объяснить поведение разбавленных растворов сильных электролитов. Поведение же их концентрированных растворов требует дальнейших исследований.

Источник: https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/ELEKTROLITI.html

Электролит для аккумулятора

Без электролитов невозможна работа перезаряжаемых источников электроэнергии. Существует несколько основных типов таких веществ, которые наиболее часто используются в современных устройствах этого типа. О том, какие существуют виды электролитов, а также каким образом  можно приготовить смесь для заливки в аккумуляторную батарею, будет подробно рассказано в этой статье.

Что такое электролит и для чего он нужен

Электролит представляет собой кислотный или щелочной раствор, который принимает участие в химической реакции. Во время зарядки батареи, плотность токопроводящей жидкости повышается, поэтому по этому параметру можно довольно точно судить о степени заряженности аккумулятора.

Важно не только наличие токопроводящей жидкости в батарее, но также и качество смеси. Если приготовление раствора серной кислоты или щёлочи с водой производилось с нарушением технологии, то аккумулятор будет работать нестабильно либо полностью выйдет из строя в течение непродолжительного времени.

Виды электролита

Электролиты бывают двух основных видов:

Кислотные смеси с дистиллированной водой применяются в основном в аккумуляторах, применяемых для запуска двигателя автомобиля. Такие вещества можно приобрести в специализированных магазинах либо приготовить самостоятельно. На заводе такие смеси делают по ГОСТу, в домашних условиях также можно довольно точно соблюсти необходимые пропорции при смешивании кислоты с водой.

Щелочная смесь может быть приготовлена с использованием различных активных веществ, но наиболее часто применяется кальциево-литиевая основа, которая разводится необходимым количеством дистиллированной воды.

Кислотный электролит

Кислотную токопроводящую жидкость можно готовить самому из концентрированной серной кислоты.

Состав. В состав кислотного электролита входят два вещества:

  • Кислота.
  • Дистиллированная вода.

В качестве основного вещества чаще используется серная кислота, которая практически не имеет запаха, не испаряется при комнатной температуре. По электропроводимости и другим важнейшим характеристикам этот элемент также наиболее подходит для заливки в свинцовые аккумуляторные батареи.

Особенности химических свойств. Основной характеристикой кислотного аккумулятора является его плотность. Этот параметр может существенно отличаться в зависимости от степени заряженности батареи, но не должен быть ниже 1,26 и выше 1,30 г/мм3.

Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/stati/elektrolit-dlya-akkumulyatorov.html

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как перевести киловатты в лошадиные силы
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ЭлектроМастер
Как определить заряд конденсатора

Закрыть