לא אלקטרוליטים: מאפיינים ודוגמאות - כִּימִיָה - 2025

הלא - אלקטרוליטים הם תרכובות לא לנתק במים או כל ממס קוטבי אחרים כדי ליצור יונים. מולקולותיה אינן מתמוססות במים, ושומרות על שלמותן או מבנהן המקורי.

הלא אלקטרוליטים על ידי אי ניתוק ליונים, חלקיקים טעונים חשמליים, אינם מוליכים חשמל. בכך הוא מנוגד למלחים, לתרכובות יוניות, שכאשר הם מומסים במים, כן משחררים יונים (קטיונים ואנונים), המסייעים לסביבה להיות מוליך חשמל.

סוכר הוא דוגמה למה הכוונה בתרכובת אלקטרוליטית. מקור: צלם ורמקול מקצועי של מרקו ורץ '(https://www.flickr.com/photos//46148146934)

הדוגמה הקלאסית מורכבת מהצמד המלח לשולחן הסוכר, כשהסוכר הוא לא אלקטרוליט ואילו המלח הוא אלקטרוליט. מולקולות סוכרוז בסוכר הן ניטרליות, אין להן מטענים חשמליים. לעומת זאת, ליוני Na ⁺ ו- Cl ^- של המלח יש מטענים, חיוביים ושליליים, בהתאמה.

התוצאה של זה היא שפתרון ממותק אינו מסוגל להדליק נורה במעגל חשמלי, שלא כמו תמיסת מלח רוויה, אשר אכן מדליקה את הנורה.

מצד שני, ניתן לחזור על הניסוי ישירות עם החומרים המותכים. סוכר נוזלי לא יוביל חשמל, ואילו מלח מותך יהיה.

מאפייני שאינם אלקטרוליטים

כִּימִי

תרכובות שאינן אלקטרוליטות הן תרכובות קוולנטיות. המשמעות היא שיש להם קשרים קוולנטיים במבנים שלהם. הקשר הקוולנטי מאופיין בכך שהוא נוצר על ידי זוג אטומים שיש להם אותם אלקטרונים או דומים.

לפיכך, זוג האטומים של הקשר הקוולנטי שחולקים אלקטרונים אינם נפרדים כאשר הם באים במגע עם מים, ואינם רוכשים מטען מסוים. במקום זאת, המולקולה כולה מתמוססת, תוך שמירה על מבנהה ללא שינוי.

אם נחזור לדוגמה של סוכר, למולקולות המים אין מספיק אנרגיה כדי לשבור את קשרי CC או C-OH של מולקולות הסוכרוז. הם גם לא יכולים לשבור את הקשר הגליקוזיד שלהם.

מה שמולקולות המים עושות הוא לעטוף את מולקולות הסוכרוז ולהפריד ביניהן. הרחק אותם, יש להמיס אותם או לחות אותם, עד שכל גביש הסוכר נעלם בעיני המתבונן. אבל מולקולות הסוכרוז עדיין נמצאות במים, הן פשוט אינן מהוות גביש נראה לעין.

קוטביות כמו מולקולות סוכרוז, הם חסרים מטענים חשמליים וזו הסיבה שהם לא עוזרים לאלקטרונים לעבור במים.

לסיכום למאפיינים הכימיים: שאינם אלקטרוליטים הם תרכובות קוולנטיות, שאינן מתנתקות במים, והן אינן תורמות להן יונים.

גוּפָנִי

לגבי המאפיינים הפיזיים של נון-אלקטרוליט, ניתן לצפות שהוא מורכב מגז קוטביות לא קוטבי או נמוך, כמו גם מוצק עם נקודות התכה ורתיחה נמוכות. הסיבה לכך היא מכיוון שמדובר בתרכובות קוולנטיות, האינטראקציות הבין-מולקולריות שלהם חלשות יותר בהשוואה לאלה של תרכובות יוניות; למשל, מלחים.

כמו כן, הם יכולים להיות נוזליים, כל עוד הם לא מתנתקים ליונים ושומרים על שלמותם המולקולרית על כנה. כאן מוזכר שוב המקרה של סוכר נוזלי, בו מולקולות הסוכרוז שלו עדיין קיימות מבלי שסבלו משבירת קשרים קוולנטיים כלשהם.

אסור שיכול להוליך חשמל ללא נפט אלקטרוליט ללא קשר למצבו הפיזי. אם הוא נמס בגלל פעולת הטמפרטורה, או אם הוא מתמוסס במים או בכל ממס אחר, אסור לו להוליך חשמל או לתרום יונים לסביבה.

מלח, למשל, במצבו המוצק אינו אלקטרוליטי; הוא לא מוליך חשמל. עם זאת, פעם נמס, או מומס במים, זה באמת מתנהג כמו אלקטרוליט ידי בעל שלה Na ⁺ ו- Cl ^- יונים חופשיים לנוע.

דוגמאות לא-אלקטרוליטים

גזים לא קוטביים

גזים לא קוטביים, כמו חמצן, חנקן, מתאן, פלואור, כלור, פחמן חד חמצני, הליום וגזים אצילים אחרים, אינם מוליכים חשמל כאשר הם "מומסים" במים. זה נובע בחלקו מהמסיסות הנמוכה שלהם, וגם מהעובדה שהם לא מגיבים עם מים ליצירת חומצות.

לדוגמא, חמצן, O ₂ , לא יתנתק במים כדי ליצור ^אנונים O ^2- חופשיים. אותה הנמקה חלה על גזים N ₂ , F ₂ , Cl ₂ , CO וכו '. גזים אלה עטופים או מתייבשים על ידי מולקולות המים, אך מבלי שהקשרים הקוויוולנטיים שלהם נשברים בכל עת.

גם אם נספרו כל הגזים הללו, הם לא היו מסוגלים להוביל חשמל בגלל היעדרם המוחלט של מטענים חשמליים בסינוסים של הנוזלים הלא קוטביים שלהם.

עם זאת, ישנם גזים לא קוטביים שלא ניתן לסווג כאל אלקטרוליט ככאלה. פחמן דו חמצני, CO ₂ , אינו פולני, אך יכול להתמוסס במים כדי לייצר חומצה פחמית, H ₂ CO ₃ , אשר בתורם תורם את יוני H ⁺ ו- CO ₃ ^2- ; למרות שהם עצמם אינם מוליכים חשמליים טובים, מכיוון ש- H ₂ CO _{3 הוא} אלקטרוליט חלש.

ממסים

ממסים, כמו מים, אתנול, מתנול, כלורופורם, טטרכלוריד פחמן, אצטוניטריל ואחרים, אינם אלקטרוליטים, בזכותם כמות היונים הנוצרים על ידי שיווי משקל הדיסוציאציה שלהם היא זניחה. מים, למשל, מייצרים כמויות זניחות של H ₃ O ⁺ ו OH ^- יונים .

כעת אם ממסים אלו יכולים להכיל יונים, אז הם יהפכו לפתרונות אלקטרוליטיים. כך קורה במי ים ופתרונות מימיים רוויים במלחים.

מוצקים אורגניים

השארת חריגים כמו מלחים אורגניים, רוב המוצקים, בעיקר אורגניים, אינם אלקטרוליטים. כאן נכנס סוכר שוב וכל משפחת הפחמימות הרחבה.

בין המוצקים שאינם אלקטרוליטים אנו יכולים להזכיר את הדברים הבאים:

השומנים

-אלקנים בעלי מסה מולקולרית גבוהה

-גומי

-קצף פוליסטירן

שרפים פניוליים

פלסטיקה בכלל

אנתרסן

-קָפֵאִין

-תָאִית

-בנזופנון

קריסטלי דבש

-אַספַלט

-אוריאה

תגובה סופית

כהערה אחרונה, ייעשה סיכום סופי של המאפיינים הכלליים של נון-אלקטרוליט: הם תרכובות קוולנטיות, בעיקר לא פולוטריות, אם כי עם כמה חריגים קוטביים כמו סוכר וקרח; הם יכולים להיות גזים, נוזליים או מוצקים, כל עוד אין להם יונים או מייצרים אותם כשהם מומסים בממס מתאים.

הפניות

1. וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
2. Toppr. (sf). אלקטרוליטים ואינם אלקטרוליטים. התאושש מ: toppr.com
3. הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (11 בפברואר 2020). הגדרת Nonelectrolyte בכימיה. התאושש מ: thoughtco.com
4. חברת Sevier BV (2020). נון-אלקטרוליטים. ScienceDirect. התאושש מ: sciencedirect.com
5. בובות. (2020). כיצד להבחין בין אלקטרוליטים לא-אלקטרוליטים. התאושש מ: dummies.com