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电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物,例如酸、碱和盐等。凡在上述情况下不能导电的化合物叫非电解质,例如蔗糖、酒精等。
判断某化合物是否是电解质,不能只凭它在水溶液中导电与否,还需要进一步考察其晶体结构和化学键的性质等因素。例如,判断硫酸钡、碳酸钙和氢氧化铁是否为电解质。硫酸钡难溶于水(20
℃时在水中的溶解度为2.4×10-4
g),溶液中离子浓度很小,其水溶液不导电,似乎为非电解质。但溶于水的那小部分硫酸钡却几乎完全电离(20
℃时硫酸钡饱和溶液的电离度为97.5%)。因此,硫酸钡是电解质。碳酸钙和硫酸钡具有相类似的情况,也是电解质。从结构看,对其他难溶盐,只要是离子型化合物或强极性共价型化合物,尽管难溶,也是电解质。
氢氧化铁的情况则比较复杂,fe3+与oh-之间的化学键带有共价性质,它的溶解度比硫酸钡还要小(20
℃时在水中的溶解度为9.8×10-5
g);而落于水的部分,其中少部分又有可能形成胶体,其余亦能电离成离子。但氢氧化铁也是电解质。
雨水导电,所以有一些电解质,但很少。
判断氧化物是否为电解质,也要作具体分析。非金属氧化物,如so2、so3、p2o5、co2等,它们是共价型化合物,液态时不导电,所以不是电解质。有些氧化物在水溶液中即便能导电,但也不是电解质。因为这些氧化物与水反应生成了新的能导电的物质,溶液中导电的不是原氧化物,如so2本身不能电离,而它和水反应,生成亚硫酸,亚硫酸为电解质。金属氧化物,如na2o,mgo,cao,al2o3等是离子化合物,它们在熔化状态下能够导电,因此是电解质。
可见,电解质包括离子型或强极性共价型化合物;非电解质包括弱极性或非极性共价型化合物。电解质水溶液能够导电,是因电解质可以离解成离子。至于物质在水中能否电离,是由其结构决定的。因此,由物质结构识别电解质与非电解质是问题的本质。
另外,有些能导电的物质,如铜、铝等不是电解质。因它们并不是能导电的化合物,而是单质,不符合电解质的定义。
电解质溶液导电的原因
1、电解质导电是有条件的,即水溶液中或融化状态下,形成可自由移动的离子而导电。
2、离子化合物类电解质,如盐类,常温下呈固态,虽然由离子组成,但阴阳离子都在晶体的固定位置不能移动,因此不能导电。而溶于水后则形成水合离子,可以自由移动;或是融化状态时,阴阳离子不再受晶体束缚,也可以自由移动,因此变成可以导电了。
3、共价化合物,如HCl, AlCl3等,本身没有离子,固体时肯定不会导电,即使是气态或液态(融化状态),仍然没有离子,因此也不以导电。但在水溶液中,一些共价化合物可以被水分解,形成水合离子,可以自由移动,因此也变成可以导电了。
电解质溶液导电的原因是因为其中存在离子,这些离子能够在溶液中自由移动并传递电荷。
当电解质溶液两端施加电压时,正极吸引阴离子,负极吸引阳离子,导致离子在溶液中移动,形成电流的流动。
一、电解质溶液的构成
电解质溶液主要包括盐类和酸碱溶液。盐类溶液由阳离子和阴离子组成,如NaCl溶液中的Na+和Cl-离子;而酸碱溶液则是由酸性物质或碱性物质所形成的,如HCl溶液中的H+和Cl-离子。
这些离子能够在溶液中自由移动,使得溶液具有导电能力。电解质是溶于水溶液中或在熔融状态下就能够导电(自身电离成阳离子与阴离子)的化合物。可分为强电解质和弱电解质。
二、离子在溶液中的运动
在电解质溶液中,离子具有载电性质,可以在外电场作用下移动。正离子向阴极移动,负离子向阳极移动,形成离子电流,使得电解质溶液导电。
三、电解质溶液的离子浓度
电解质溶液的导电能力与其中的离子浓度有关。当溶液中的离子浓度越高,离子之间的碰撞频率也就越高,电流传递速度也就越快。
四、离子的移动方式
离子在溶液中的移动主要有两种方式:迁移运动和扩散运动。迁移运动是指离子在电场作用下向相应极移动;扩散运动则是指离子由高浓度区向低浓度区扩散。这两种运动方式共同促使离子在溶液中传递电荷,从而实现电解质溶液的导电。
五、电解质的电离程度
电解质的电离程度也会影响溶液的导电性能。电离程度越高,溶液中的离子浓度就越高,导电能力也就越强。强电解质能够完全电离,生成大量的离子,因此具有较高的导电能力。
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