Substancje, które ulegają fizycznej lub chemicznej zmianie w roztworze w celu uzyskania jonów, które mogą przewodzić elektryczność, nazywane są elektrolitami. Jeśli substancja daje jony w roztworze, to znaczy, jeśli związek ulega 100% dysocjacji, to substancja jest silnym elektrolitem. Całkowite rozłączenie jest oznaczone pojedynczą strzałką do przodu. Na przykład rozpuszczalne w wodzie związki jonowe, takie jak chlorek sodu, dysocjują na kationy sodu i aniony chlorkowe w roztworze wodnym.

Innymi przykładami silnych elektrolitów są wodorotlenki metali z grupy 1 i grupy 2 oraz mocne kwasy, takie jak HCl i HNO₃.

Jeśli tylko niewielka część substancji dysocjuje na jony, to znaczy, jeśli związek ulega częściowej dysocjacji w roztworze, nazywa się go słabym elektrolitem. Częściowa dysocjacja jest oznaczona odwracalną strzałką. Na przykład słabe kwasy, takie jak kwas octowy, częściowo jonizują w wodzie, dając jony octanowe i jony hydroniowe.

Innymi przykładami słabych elektrolitów są słabo rozpuszczalne sole, takie jak AgCl i PbCl₂ oraz słabe zasady, takie jak amoniak.

Przyciąganie elektrostatyczne między jonem a cząsteczką z dipolem – zwane przyciąganiem jonowo-dipolowym – odgrywa ważną rolę w rozpuszczaniu związków jonowych w wodzie. Kiedy związki jonowe rozpuszczają się w wodzie, jony w ciele stałym oddzielają się i rozpraszają równomiernie w roztworze, ponieważ cząsteczki wody otaczają i solwatują jony, zmniejszając silne siły elektrostatyczne między nimi.

Roztwory związków kowalencyjnych przewodzą elektryczność, ponieważ cząsteczki substancji rozpuszczonej reagują chemicznie z rozpuszczalnikiem, wytwarzając jony. Na przykład czysty chlorowodór jest gazem składającym się z kowalencyjnych cząsteczek HCl. Gaz ten nie zawiera jonów. Jednak wodny roztwór HCl jest bardzo dobrym przewodnikiem, co wskazuje, że w roztworze występuje znaczne stężenie jonów.

Ponieważ HCl jest kwasem, jego cząsteczki reagują z wodą, przenosząc jony H+, tworząc jony hydroniowe (_H3O⁺) i jony chlorkowe (Cl⁻):

Ta reakcja jest zasadniczo w 100% kompletna dla HCl (silnego elektrolitu). Podobnie słabe kwasy i zasady, które reagują tylko częściowo, generują stosunkowo niskie stężenia jonów po rozpuszczeniu w wodzie i są klasyfikowane jako słabe elektrolity.

Substancje, które nie wydzielają jonów po rozpuszczeniu w wodzie, nazywane są nieelektrolitami. Takie substancje rozpuszczają się w roztworze jako obojętne cząsteczki, z których każda jest otoczona cząsteczkami wody. Na przykład związek molekularny, taki jak sacharoza, rozpuszcza się w wodzie jako nienaruszone cząsteczki.

Podsumowując, substancje można zidentyfikować jako mocne, słabe lub nieelektrolity poprzez pomiar przewodności elektrycznej roztworu wodnego zawierającego substancję. Aby przewodzić elektryczność, substancja musi zawierać swobodnie poruszające się, naładowane gatunki. Najbardziej znane jest przewodzenie elektryczności przez metalowe druty, w którym to przypadku ruchomymi, naładowanymi bytami są elektrony. Roztwory mogą również przewodzić prąd, jeśli zawierają rozpuszczone jony, przy czym przewodność wzrasta wraz ze wzrostem stężenia jonów. Przyłożenie napięcia do elektrod zanurzonych w roztworze pozwala na ocenę względnego stężenia rozpuszczonych jonów, zarówno ilościowo, poprzez pomiar przepływu prądu elektrycznego, jak i jakościowo, obserwując jasność żarówki dołączonej do obwodu.

Ten tekst jest zaadaptowany z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 11.2: Elektrolity.