浅论电解质概念及其分类

2018-05-30 03:35蒋智威
大东方 2018年1期
关键词:电离水溶液电解质

蒋智威

摘要:在高中化学学习中,电解质的学习是重点同时也是难点。基于此,笔者查阅大量文献资料,对电解质的概念及其分类进行了总结。希望我们高中生对物理学中的电解质有更多的认识和了解。

关键词:电解质;非电解质;电离;水溶液

一、电解质与非电解质

(1)从概念来说

在化合物的前提下,物质在水溶液或者熔融状态下能够导电,这是概念的关键点。对概念的理解,要从以下来认知和把握:①物质必须是纯净物,不能是混合物;必须去是化合物,不能是单质。物质是否是化合物是判断“电解质”和“非电解质”的重要标准,对于混合物、不导电的单质如氧气、氢气和氮气等,以及可以导电的一些金属单质如铜、镁和铁等来说,则排除了它们是电解质或非电解质的可能。②物质本身在水溶液中或熔融状态下可以电离出自由移动的离子。如盐酸溶液中有氢离子和氯离子、硫酸溶液中有铜离子和硫酸根离子、氢氧化钠溶液中有钠离子和氢氧根离子等;氯化银在熔融状态下,可以电解出银离子和氯离子,氢氧化镁在熔融状态下可以电解出镁离子和氢氧根离子。③即使有些物质满足了化合物的标准,也溶于水,但是也不是电解质,因为他们只是与水相溶,并不能导电,如蔗糖和酒精等。

(2)从物质的结构来说

化合物分为离子化合物和共价化合物。离子化合物之间的作用是离子键,属于极性键。因此对离子化合物来说,构成物质的就是离子,离子化合物无论是在水溶液中还是在熔融状态下,都能电解出自由移动的离子,所以离子化合物都是电解质。如氯化铁在水溶液中或是在熔融状态下,都存在有铁离子和氯离子,硫酸镁在水溶液或者熔融状态下都存在有镁离子和硫酸根离子。而对于共价化合物,情况比较复杂。共价化合物按照化学键的极性来说,分为强极性共價化合物、弱极性共价化合物和非极性共价化合物。对于强极性共价化合物,如过氧化钠,在熔融状态下可以电离,在水溶液中也可以和水发生反应,生成新物质产生可以自由移动的电子,因此是电解质;对一些弱极性共价化合物,如氯化氢,当它溶于水时,受水分子作用发生电离,产生自由移动电子,所以是电解质;而对二氧化碳而言,分子结构对称,是非极性共价化合物,所以即使水溶液导电,其本身还是非电解质,所以共价化合物部分是电解质,部分是非电解质。

(3)从电解的本质来说

电解的本质是物质在水溶液中或在熔融状态下产生可以自由移动的电子。①电解质和沉淀没有必然联系。虽然有一些微溶物和难溶物,自由移动电子很少或者没有自由移动电子,是非电解质。但是有些沉淀在水溶液中溶解的部分完全电离,也是电解质。如硫酸钡溶液,虽然在水中是沉淀,但是所溶解的部分却是以钡离子和硫酸根离子的形式存在,所以是电解质;碳酸钙沉淀在水溶液中溶解的部分完全电离成钙离子和碳酸根离子,也是电解质;氢氧化铁沉淀在水溶液中溶解的部分完全电离成铁离子和氢氧根离子,也是电解质。②电解质的强弱和溶液浓度的大小没有必然关系。浓度大的不一定是强电解质,如氢氧化铜,是强电解质,但是即使溶液达到饱和,浓度也不大;弱电解质的浓度不一定小,如乙酸可以和水任意比互溶,但是却是弱电解质。③溶液导电能力和电解质的强弱没有必然关系。导电能力是由自由离子的个数和离子所带电荷数决定的。同等条件下,同浓度的电解质,导电能力强的不一定是强电解质,但是导电能力弱的一定是弱电解质。④对于有些物质来说,虽然水溶液中有自由移动离子,但本身也不是电解质。如二氧化碳,虽然碳酸溶液可以导电,但是二氧化碳本身不是电解质,因为它在熔融状态下不能电离出离子,在水溶液中导电的只是碳酸,所以碳酸是电解质;二氧化硫在水溶液中生成氢离子和亚硫酸根离子,但是亚硫酸是电解质,二氧化硫是非电解质;三氧化硫在水溶液中生成氢离子和硫酸根离子,但是硫酸是电解质,三氧化硫是非电解质。

二、强电解质与弱电解质

在水溶液里能完全电离的电解质称为强电解质,在水溶液里不能完全电离的电解质称为弱电解质。由此可见:强电解质在其所形成的溶液里全部电离成阴,阳离子,而弱电解质除部分电离成阴,阳离子外还有未电离的电解质本身。

目前经过大量化学事实得出以下结论:强电解质包括强酸(高氯酸、氢碘酸、氢溴酸、盐酸、硫酸、硝酸等),强碱(氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡等),几乎所有的盐,某些活泼金属(这里的活泼金属通常指钾钙钠镁铝等)氧化物(金属碳化物、金属氮化物)等;弱电解质包括弱酸(如醋酸、碳酸等)、弱碱(如一水合氨等)、水、不活波金属氧化物(金属碳化物、金属氮化物、)及少数盐等。在这里对于强酸指高氯酸、氢溴酸、氢碘酸、盐酸、硫酸、硝酸和比这六种酸性更强的酸,除此之外都是弱酸;强碱指氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙四种碱及比他们更强的碱,除此外其余都是弱碱:关于盐在中学化学中涉及到的盐都是强电解质,极少数盐是指像醋酸铅等极个别的有机盐。在电解质中弱电解质种类远远多于强电解质。故只要熟记强电解质包括的强酸、强碱、几乎所有的盐和特定金属氧化物四类物质外其余就都是弱电解质。

三、电解质的电离

电解质的电离是指电解质在水溶液里或融化状态下生成离子的过程。强电解质的电离方程式用等号表示强电解质已全部电离成离子,而弱电解质的电离方程式用可逆符合表示弱电解质是部分电离成离子的。对于强电解质中,强酸均电离生成氢离子和对应酸根离子;强碱均生成金属阳离子和氢氧根离子;正盐电离生成金属阳离子或铵离子和酸根离子,强酸酸式盐电离生成金属阳离子或铵根离子、氢离子和酸根弱(但在熔融状态下电离时氢离子与酸根离子不拆开),弱酸酸式盐电离时生成金属阳离子或铵根离子和弱酸氢根离子;活泼金属氧化物在熔融状态下电离生成活泼金属离子和氧离子。对于弱电解质中一元弱酸电离生成氢离子和弱酸根离子,二元多元弱酸是分部电离的;弱碱不管一元还是多元电离时都生成金属阳离子或铵离子与氢氧根离子;水电离生成氢离子和氢氧根离子。

总之,物质是否为电解质或是非电解质,我们要从多方面来判断,理解并掌握这两个概念,对高中化学的学习大有帮助。

(作者单位:衡阳市一中)

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