初学电解质浅谈

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  摘要:电解质是指在水溶液或熔化状态下能够导电的化合物,而在这种条件下都不能导电的化合物叫非电解质。电解质根据导电能力的强弱又可分为强电解质和弱电解质。电解质和非电解质的区别在于,它们在一定条件下能否产生出能自由移动的带电离子。电解质的导电性,实质上就是电解质里能够自由移动的离子在通电情况下所表现的一种性质。
  关键词:电解质;非电解质;强电解质;弱电解质
  【中图分类号】 G623.5 【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-1297(2012)08-0182-02
  初学电解质部分,许多同学对下列命题的正确与否常会得出错误的结论,这些命题是:
  (1)电解质溶液通电后生成自由移动的离子。
  (2)共价电解质都是弱电解质。
  (3)某物质的水溶液能导电,该物质一定是电解质。
  (4)离子化合物都是强电解质。
  命题的正确与否暂且不谈,先来谈谈电解质。电解质是指在水溶液或熔化状态下能够导电的化合物,而在这种条件下不能导电的化合物我们叫非电解质。电解质根据导电能力的强弱又可分为强电解质和弱电解质。在水溶液中几乎完全电离的电解质称为强电解质。如:强酸、强碱和大部分盐是强电解质。在水溶液中只有部分电离的电解质属于弱电解质。如:弱酸、弱碱、水及络离子等是弱电解质。
  下面是几种物质的导电性:
  “﹡”上表中“-”表示这种状态不存在,例如:蔗糖在熔化为液态前就已经分解为碳和水了。
  (1)食盐的熔点是805℃,即在805℃以上时,呈熔融状态。
  (2)氢氧化钠熔点是328℃。
  (3)这里所讲的“不能导电”,确切地说应该是“几乎不能导电”,因为蒸馏水并不是绝对的不导电,只是导电能力极其微弱,不能使导电性试验器的灯泡发亮罢了。从这个意义上说,我们称它为“不导电”(实际上用精密的导电装置来测定,指针也可偏 转)。
  上面所讲的NaCl、NaOH、H2SO4等都是电解质,且是强电解质。蔗糖、酒精、纯水等都是非电解质。
  电解质溶液之所以能够导电,是由于溶液里有能够自由移动的离子存在。
  如上例中的氢氧化钠,它是离子化合物,它是由带正电的钠离子(Na+)和带负电的氢氧根离子(OH-)组成的,当溶于水时,在水分子的作用下,它们成为能够自由移动的离子,由于是完全电离,所以是强电解质。
  硫酸是共价化合物,在无水硫酸里,没有离子存在。但当硫酸溶解于水时,由于水分子的作用,也可以产生能够自由移动的离子--氢离子(H+)和硫酸根离子(SO42-),因此硫酸的水溶液也具有导电性,由于其完全电离,因此也是强电解质。
  蔗糖、酒精和纯水都不是离子化合物,在这些化合物里,也都没有离子存在,但它们和上述的硫酸不同,即使它们溶解在水里,受水分子的作用时,仍然很难产生出带电的离子来,因此,它们的水溶液也都没有导电性,它们都是非电解质。由此可以看出,电解质和非电解质的区别在于,它们在一定条件下能否产生出能自由移动的带电离子。电解质的导电性实质上就是电解质里能够自由移动的离子在通电情况下所表现的一种性质。电解质溶液在没有通入电流之前,离子的运动是杂乱无章的。在通入电流后,离子做定向运动,从而表现出导电性来。
  另外,有些同学认为氯化氢、氨气、二氧化碳也是电解质这是不正确的。
  氯化氢气体溶解于水后生成盐酸,但氯化氢气体的化学性质和盐酸的化学性质是极不相同的。我们知道,盐酸是一种强电解质,能够电离产生H+和Cl-,因而能够导电,它还具有酸类的一切通性。但干燥的氯化氢气体的化学性质非常稳定,它是一种共价化合物,在它的分子里并不存在H+和Cl-,因此液态的氯化氢也是没有导电性的。由于它分子里没有H+,因此完全没有酸性,不能使干燥的蓝色石蕊试纸变红。当湿润的蓝色石蕊试纸遇到氯化氢气体时,虽然能够变红,但这并不是氯化氢气体本身的性质,而是由于氯化氢溶解在试纸上的水里后产生的盐酸所发生的作用的结果。
  氯化氢气体溶解于水产生性质完全不同的盐酸的这一事实,进一步说明物质溶解过程的复杂性,它不是一个单纯的物理过程,而是一个复杂的物理-化学过程。
  不同溶质溶解于水时,有的(例如:蔗糖、酒精等非电解质)以物理过程为主,有的则以化学过程为主。氯化氢溶解于水,实际上和水发生了如下的化学反应:
  HCl+H2OH3O++Cl-
  上式中的H3O+叫做水合氢离子。在这个反应过程中,还有大量的热放出。
  虽然氯化氢溶解于水生成盐酸,是以化学过程为主的,但盐酸习惯上仍用分子式HCl来表示,这只是一种近似的、简单化了的表示方法。
  所以说氯化氢气体不是电解质,其溶于水后生成的盐酸才是电解质。
  氨气、二氧化碳和氯化氢气体一样,本身不导电,氨气、二氧化碳溶于水后分别生成氨水、碳酸。两者在溶液中分别电离出自由移动的NH4+、OH-和HCO3-、H+、CO32-。所以,氨气、二氧化碳也不是电解质,它们溶于水后能导电是因为生成了在水溶液中能电离出自由移动的离子的新的物质氨水、碳酸,氨水、碳酸才是电解质。
  对于“离子化合物都是强电解质”严格地说也是不正确的。
  综上所述,一开始的命题正确答案应为:
  (1)电解质溶液在没有通入电流之前,离子的运动是杂乱无章的。在通入电流后,离子作定向的运动。
  (2)共价化合物不一定是弱电解质。例如:硫酸、硝酸,它们是共价化合物,但是强电解质。
  (3)其物质的水溶液能导电,该物质不一定是电解质。例如:氯化氢、氨气、二氧化碳,它们本身不导电,在水溶液中生成新的物质盐酸、氨水、碳酸,电离出自由移动的离子,氯化氢、氨气、二氧化碳不是电解质,盐酸、氨水、碳酸才是电解质。
  (4)离子化合物不一定是强电解质。例如:氢氧化铝为离子化合物,但是弱电解质。
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