摘要:電解質(zhì)是指在水溶液或熔化狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔铮谶@種條件下都不能導(dǎo)電的化合物叫非電解質(zhì)。電解質(zhì)根據(jù)導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱又可分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)。電解質(zhì)和非電解質(zhì)的區(qū)別在于,它們?cè)谝欢l件下能否產(chǎn)生出能自由移動(dòng)的帶電離子。電解質(zhì)的導(dǎo)電性,實(shí)質(zhì)上就是電解質(zhì)里能夠自由移動(dòng)的離子在通電情況下所表現(xiàn)的一種性質(zhì)。
關(guān)鍵詞:電解質(zhì);非電解質(zhì);強(qiáng)電解質(zhì);弱電解質(zhì)
【中圖分類號(hào)】 G623.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 B 【文章編號(hào)】 1671-1297(2012)08-0182-02
初學(xué)電解質(zhì)部分,許多同學(xué)對(duì)下列命題的正確與否常會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論,這些命題是:
(1)電解質(zhì)溶液通電后生成自由移動(dòng)的離子。
(2)共價(jià)電解質(zhì)都是弱電解質(zhì)。
(3)某物質(zhì)的水溶液能導(dǎo)電,該物質(zhì)一定是電解質(zhì)。
(4)離子化合物都是強(qiáng)電解質(zhì)。
命題的正確與否暫且不談,先來(lái)談?wù)勲娊赓|(zhì)。電解質(zhì)是指在水溶液或熔化狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔铮谶@種條件下不能導(dǎo)電的化合物我們叫非電解質(zhì)。電解質(zhì)根據(jù)導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱又可分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)。在水溶液中幾乎完全電離的電解質(zhì)稱為強(qiáng)電解質(zhì)。如:強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和大部分鹽是強(qiáng)電解質(zhì)。在水溶液中只有部分電離的電解質(zhì)屬于弱電解質(zhì)。如:弱酸、弱堿、水及絡(luò)離子等是弱電解質(zhì)。
下面是幾種物質(zhì)的導(dǎo)電性:
“﹡”上表中“-”表示這種狀態(tài)不存在,例如:蔗糖在熔化為液態(tài)前就已經(jīng)分解為碳和水了。
(1)食鹽的熔點(diǎn)是805℃,即在805℃以上時(shí),呈熔融狀態(tài)。
(2)氫氧化鈉熔點(diǎn)是328℃。
(3)這里所講的“不能導(dǎo)電”,確切地說(shuō)應(yīng)該是“幾乎不能導(dǎo)電”,因?yàn)檎麴s水并不是絕對(duì)的不導(dǎo)電,只是導(dǎo)電能力極其微弱,不能使導(dǎo)電性試驗(yàn)器的燈泡發(fā)亮罷了。從這個(gè)意義上說(shuō),我們稱它為“不導(dǎo)電”(實(shí)際上用精密的導(dǎo)電裝置來(lái)測(cè)定,指針也可偏 轉(zhuǎn))。
上面所講的NaCl、NaOH、H2SO4等都是電解質(zhì),且是強(qiáng)電解質(zhì)。蔗糖、酒精、純水等都是非電解質(zhì)。
電解質(zhì)溶液之所以能夠?qū)щ姡怯捎谌芤豪镉心軌蜃杂梢苿?dòng)的離子存在。
如上例中的氫氧化鈉,它是離子化合物,它是由帶正電的鈉離子(Na+)和帶負(fù)電的氫氧根離子(OH-)組成的,當(dāng)溶于水時(shí),在水分子的作用下,它們成為能夠自由移動(dòng)的離子,由于是完全電離,所以是強(qiáng)電解質(zhì)。
硫酸是共價(jià)化合物,在無(wú)水硫酸里,沒(méi)有離子存在。但當(dāng)硫酸溶解于水時(shí),由于水分子的作用,也可以產(chǎn)生能夠自由移動(dòng)的離子--氫離子(H+)和硫酸根離子(SO42-),因此硫酸的水溶液也具有導(dǎo)電性,由于其完全電離,因此也是強(qiáng)電解質(zhì)。
蔗糖、酒精和純水都不是離子化合物,在這些化合物里,也都沒(méi)有離子存在,但它們和上述的硫酸不同,即使它們?nèi)芙庠谒铮芩肿拥淖饔脮r(shí),仍然很難產(chǎn)生出帶電的離子來(lái),因此,它們的水溶液也都沒(méi)有導(dǎo)電性,它們都是非電解質(zhì)。由此可以看出,電解質(zhì)和非電解質(zhì)的區(qū)別在于,它們?cè)谝欢l件下能否產(chǎn)生出能自由移動(dòng)的帶電離子。電解質(zhì)的導(dǎo)電性實(shí)質(zhì)上就是電解質(zhì)里能夠自由移動(dòng)的離子在通電情況下所表現(xiàn)的一種性質(zhì)。電解質(zhì)溶液在沒(méi)有通入電流之前,離子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章的。在通入電流后,離子做定向運(yùn)動(dòng),從而表現(xiàn)出導(dǎo)電性來(lái)。
另外,有些同學(xué)認(rèn)為氯化氫、氨氣、二氧化碳也是電解質(zhì)這是不正確的。
氯化氫氣體溶解于水后生成鹽酸,但氯化氫氣體的化學(xué)性質(zhì)和鹽酸的化學(xué)性質(zhì)是極不相同的。我們知道,鹽酸是一種強(qiáng)電解質(zhì),能夠電離產(chǎn)生H+和Cl-,因而能夠?qū)щ姡€具有酸類的一切通性。但干燥的氯化氫氣體的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,它是一種共價(jià)化合物,在它的分子里并不存在H+和Cl-,因此液態(tài)的氯化氫也是沒(méi)有導(dǎo)電性的。由于它分子里沒(méi)有H+,因此完全沒(méi)有酸性,不能使干燥的藍(lán)色石蕊試紙變紅。當(dāng)濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙遇到氯化氫氣體時(shí),雖然能夠變紅,但這并不是氯化氫氣體本身的性質(zhì),而是由于氯化氫溶解在試紙上的水里后產(chǎn)生的鹽酸所發(fā)生的作用的結(jié)果。
氯化氫氣體溶解于水產(chǎn)生性質(zhì)完全不同的鹽酸的這一事實(shí),進(jìn)一步說(shuō)明物質(zhì)溶解過(guò)程的復(fù)雜性,它不是一個(gè)單純的物理過(guò)程,而是一個(gè)復(fù)雜的物理-化學(xué)過(guò)程。
不同溶質(zhì)溶解于水時(shí),有的(例如:蔗糖、酒精等非電解質(zhì))以物理過(guò)程為主,有的則以化學(xué)過(guò)程為主。氯化氫溶解于水,實(shí)際上和水發(fā)生了如下的化學(xué)反應(yīng):
HCl+H2OH3O++Cl-
上式中的H3O+叫做水合氫離子。在這個(gè)反應(yīng)過(guò)程中,還有大量的熱放出。
雖然氯化氫溶解于水生成鹽酸,是以化學(xué)過(guò)程為主的,但鹽酸習(xí)慣上仍用分子式HCl來(lái)表示,這只是一種近似的、簡(jiǎn)單化了的表示方法。
所以說(shuō)氯化氫氣體不是電解質(zhì),其溶于水后生成的鹽酸才是電解質(zhì)。
氨氣、二氧化碳和氯化氫氣體一樣,本身不導(dǎo)電,氨氣、二氧化碳溶于水后分別生成氨水、碳酸。兩者在溶液中分別電離出自由移動(dòng)的NH4+、OH-和HCO3-、H+、CO32-。所以,氨氣、二氧化碳也不是電解質(zhì),它們?nèi)苡谒竽軐?dǎo)電是因?yàn)樯闪嗽谒芤褐心茈婋x出自由移動(dòng)的離子的新的物質(zhì)氨水、碳酸,氨水、碳酸才是電解質(zhì)。
對(duì)于“離子化合物都是強(qiáng)電解質(zhì)”嚴(yán)格地說(shuō)也是不正確的。
綜上所述,一開(kāi)始的命題正確答案應(yīng)為:
(1)電解質(zhì)溶液在沒(méi)有通入電流之前,離子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章的。在通入電流后,離子作定向的運(yùn)動(dòng)。
(2)共價(jià)化合物不一定是弱電解質(zhì)。例如:硫酸、硝酸,它們是共價(jià)化合物,但是強(qiáng)電解質(zhì)。
(3)其物質(zhì)的水溶液能導(dǎo)電,該物質(zhì)不一定是電解質(zhì)。例如:氯化氫、氨氣、二氧化碳,它們本身不導(dǎo)電,在水溶液中生成新的物質(zhì)鹽酸、氨水、碳酸,電離出自由移動(dòng)的離子,氯化氫、氨氣、二氧化碳不是電解質(zhì),鹽酸、氨水、碳酸才是電解質(zhì)。
(4)離子化合物不一定是強(qiáng)電解質(zhì)。例如:氫氧化鋁為離子化合物,但是弱電解質(zhì)。