אלקטרוליטים חזקים וחלשים: מה הם, הבדלים, דוגמאות - כִּימִיָה

אלקטרוליטים הם חומרים המייצרים פתרון מוליך לחשמל מומס להיות ממס קוטבי כמו מים. האלקטרוליט המומס נפרד לקטיונים ואנונים המפוזרים בתמיסה האמורה. אם מוחל פוטנציאל חשמלי על הפיתרון, הקטיונים ידבקו באלקטרודה שיש בה שפע של אלקטרונים.

במקום זאת, האנונים שבתמיסה ייקשרו לאלקטרודה חסרת האלקטרונים. חומר שמתנתק ליונים רוכש את היכולת להוליך חשמל. מרבית המלחים, החומצות והבסיסים המסיסים מייצגים אלקטרוליטים.

גזים מסוימים, כמו מימן כלורי, יכולים לפעול כאלקטרוליטים בתנאים מסוימים של טמפרטורה ולחץ. נתרן, אשלגן, כלוריד, סידן, מגנזיום ופוספט הם דוגמאות טובות לאלקטרוליטים.

מהם אלקטרוליטים חזקים וחלשים?

אלקטרוליטים החזקים הם אלה אשר ליינן לחלוטין , כלומר, נפרד 100% - בעוד אלקטרוליט החלש באופן חלקי בלבד ליינן. אחוז היינון הזה הוא לרוב סביב 1 עד 10%.

כדי להבדיל טוב יותר בין שני סוגי האלקטרוליטים הללו, ניתן לומר שבתמיסה של אלקטרוליט חזק המין העיקרי (או המינים) הם היונים המתקבלים, ואילו בתמיסה של אלקטרוליטים חלשים המין העיקרי הוא התרכובת עצמה ללא ליינן.

אלקטרוליטים חזקים מתחלקים לשלוש קטגוריות: חומצות חזקות, בסיסים חזקים ומלחים; ואילו אלקטרוליטים חלשים מחולקים לחומצות חלשות ובסיסים חלשים.

כל התרכובות היוניות הינן אלקטרוליטים חזקים, מכיוון שהם נפרדים ליונים כאשר הם מומסים במים.

אפילו התרכובות היוניות הבלתי-מסיסות ביותר (AgCl, PbSO ₄ , CaCO ₃ ) הם אלקטרוליטים חזקים, מכיוון שהכמויות הקטנות שמתמוססות במים עושים זאת בעיקר בצורה של יונים; כלומר, אין שום צורה או כמות של תרכובת מתנות בתמיסה המתקבלת.

המוליכות המקבילה של אלקטרוליטים פוחתת בטמפרטורות גבוהות יותר, אך הן מתנהגות בדרכים שונות בהתאם לחוזק שלהן.

אלקטרוליטים חזקים מראים ירידה פחות במוליכות בריכוז גבוה יותר, בעוד שלאלקטרוליטים חלשים יש שיעור גדול של ירידה במוליכות בריכוז גבוה יותר.

הבדלים

חשוב לדעת לזהות פורמולה ולהכיר באיזה סיווג היא נמצאת (יון או תרכובת), מכיוון שתקנות הבטיחות יהיו תלויות בכך בעבודה עם כימיקלים.

כאמור לעיל, ניתן לזהות אלקטרוליטים כחזקים או חלשים על בסיס יכולת היינון שלהם, אך לעיתים זה יכול להיות ברור יותר מכפי שנראה.

רוב החומצות, הבסיסים והמלחים המסיסים שאינם מייצגים חומצות או בסיסים חלשים נחשבים אלקטרוליטים חלשים.

למעשה, יש להניח שכל המלחים הם אלקטרוליטים חזקים. לעומת זאת, חומצות ובסיסים חלשים, בנוסף לתרכובות המכילות חנקן, נחשבות לאלקטרוליטים חלשים.

שיטות לזיהוי אלקטרוליטים

ישנן שיטות המאפשרות זיהוי אלקטרוליטים. להלן שיטת שישה שלבים:

האם האלקטרוליט שלך הוא אחת משבע החומצות החזקות?
האם זה בצורת המתכת (OH) _n ? אז זהו בסיס חזק.
האם זה בצורת המתכת (X) _n ? ואז זה מלח.
הנוסחה שלך מתחילה ב- H? אז כנראה שזו חומצה חלשה.
האם יש לו אטום חנקן? אז זה עשוי להיות בסיס חלש.
אף אחד מהאמור לעיל אינו חל? אז זה לא אלקטרוליט.

יתר על כן, אם התגובה שמציג האלקטרוליט נראית כדלקמן: NaCl (ים) → Na ⁺ (aq) + Cl ^- (aq), שבו התגובה מתוחמת על ידי תגובה ישירה (→), אנו מדברים של אלקטרוליט חזק. אם הוא תוחם על ידי עקיף (↔) הוא אלקטרוליט חלש.

כאמור בסעיף הקודם, המוליכות של אלקטרוליט משתנה בהתאם לריכוזו בתמיסה, אך ערך זה תלוי גם בחוזק האלקטרוליט.

בריכוזים גבוהים יותר האלקטרוליטים החזקים והביניים לא יפחתו במרווחים משמעותיים, אך החלשים יראו ירידה גבוהה עד שיגיעו לערכים הקרובים לאפס בריכוזים גבוהים יותר.

ישנם גם אלקטרוליטים ביניים, שיכולים להתנתק בתמיסות באחוזים גבוהים יותר (פחות מ -100% אך גדולים מ -10%), בנוסף לא-אלקטרוליטים, שפשוט לא מתנתקים (תרכובות פחמן כמו סוכרים, שומנים ואלכוהולים).

דוגמאות לאלקטרוליטים חזקים וחלשים