Back to chapter

4.6:

Elektrolit ve Non-Elektrolit Çözeltiler

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Electrolyte and Nonelectrolyte Solutions

Languages

Share

Su, kimyasal bileşimi nedeniyle birçok maddeyi çözebilir. Genel elektrik yükü nötr olmasına rağmen, bir su molekülünün oksijen ucunda kısmi bir negatif yük ve hidrojen ucunun her birinde kısmi birer pozitif yük vardır. Bu, suyu polar bir çözücü yapar.Katı bir iyonik bileşik gibi bir iyonik çözünen suya eklendiğinde, su molekülleri çözünen iyonlarla etkileşime girer. Güçlü çözünen-çözücü çekici kuvvetleri, bileşiği bir arada tutan çözünen-çözünen madde etkileşimlerine galip gelirse, çözünen iyonlar ayrılır. Kutupsal su molekülleri birbirinden ayrılırken ortamdaki iyonları çevreler veya hidratlarlar”Hidratlanmış iyonlar daha sonra çözelti boyunca homojen olarak dağıtılır.İyonik bir çözeltiye bir elektrik potansiyeli uygulandığında, iyonlar, zıt yüklü elektrotlara doğru hareket eden yük taşıyıcıları haline gelir. Bu, çözümde bir akım yaratır;başka bir deyişle, elektrik iletilir. Polar çözücü içinde çözüldüğünde elektriksel olarak iletken çözeltiler üreten maddelere elektrolit denir.Sodyum klorür böyle bir örnektir. Bununla birlikte, sakkaroz gibi moleküler bir bileşik suda çözündüğünde, molekülleri su molekülleri ile çevrelenirken bozulmadan kalır. Çözelti yalnızca nötr sakaroz molekülleri içerir ve bu nedenle elektrik iletmez.Polar çözücüler içinde çözüldüğünde elektriksel olarak iletken çözelti üretmeyen maddelere elektrolit olmayan maddeler denir. Bir bileşiğin ne kadarının iyonlara ayrıştığı, bir elektrolit olarak gücünü belirler. Hidroklorik asit gibi güçlü bir asit gibi güçlü bir elektrolitin neredeyse her molekülü sudaki iyonlara ayrışarak çözeltiyi iyi bir elektrik iletkeni haline getirecektir.Öte yandan, zayıf bir asit olan hidroflorik asit zayıf bir elektrolittir yani yalnızca bazı molekülleri iyonlara ayrışacaktır. Bu nedenle, elektriği ancak az miktarda iletebilir.

4.6:

Elektrolit ve Non-Elektrolit Çözeltiler

Elektriği iletebilen iyonları elde etmek üzere çözeltide fiziksel veya kimyasal bir değişikliğe uğrayan maddelere elektrolitler denir. Bir madde çözeltide iyon oluşturursa, yani bileşik %100 ayrışmaya maruz kalırsa, madde güçlü bir elektrolittir. Tam ayrışma, tek bir ileri yönlü ok ile gösterilir. Örneğin, sodyum klorür gibi suda çözünür iyonik bileşikler, sulu çözelti içinde sodyum katyonlarına ve klorür anyonlarına ayrışır.

Güçlü elektrolitlerin diğer örnekleri, grup 1A ve grup 2A metallerinin hidroksitleri ve HCl ve HNO3 gibi güçlü asitlerdir.

Maddenin sadece küçük bir kısmı iyonlara ayrışırsa, yani bileşik çözeltide kısmi ayrışmaya maruz kalırsa, buna zayıf elektrolit denir. Kısmi ayrışma geri dönüşümlü bir ok ile gösterilir. Örneğin, asetik asit gibi zayıf asitler, asetat iyonları ve hidronyum iyonları oluşturmak üzere suda kısmen iyonize olur.

Zayıf elektrolitlerin diğer örnekleri, AgCl ve PbCl2 gibi zayıf çözünür tuzlar ve amonyak gibi zayıf bazlardır.        

Bir iyon ile dipollü bir molekül arasındaki elektrostatik çekim (iyon-dipol çekimi olarak adlandırılır), iyonik bileşiklerin suda çözünmesinde önemli bir rol oynar. İyonik bileşikler suda çözündüğünde, katıdaki iyonlar çözelti boyunca eşit olarak ayrılır ve dağılır, çünkü su molekülleri iyonları çevreler ve çözer, aralarındaki güçlü elektrostatik kuvvetleri azaltır.

Kovalent bileşiklerin çözeltileri elektriği iletir, çünkü çözünen moleküller iyonlar üretmek için çözücü ile kimyasal olarak reaksiyona girerler. Örneğin, saf hidrojen klorür, kovalent HCl moleküllerinden oluşan bir gazdır. Bu gaz iyon içermez. Bununla birlikte, sulu bir HCl çözeltisi, çözelti içinde kayda değer bir iyon konsantrasyonunun bulunduğunu gösteren çok iyi bir iletkendir.

HCl asit olduğu için, molekülleri su ile reaksiyona girerek, hidronyum iyonları (H3O+) ve klorür iyonları (Cl) oluşturmak üzere H+ iyonları transfer ederler:

Bu reaksiyon esasen HCl (güçlü bir elektrolit) için %100 tamamlanmıştır. Benzer şekilde, sadece kısmen reaksiyona giren zayıf asitler ve bazlar, suda çözündüğünde nispeten düşük konsantrasyonlarda iyonlar üretir ve zayıf elektrolitler olarak sınıflandırılır.     

Suda çözündüğünde iyon oluşturmayan maddelere non-elektrolit denir. Bu tür maddeler, her biri su molekülleri ile çevrili çözelti içinde nötr moleküller olarak çözülür. Örneğin, sükroz gibi moleküler bir bileşik, bozulmamış moleküller olarak suda çözülür.

Özetleyecek olursak maddeler, bu maddeyi içeren sulu çözeltinin elektriksel iletkenliğini ölçerek güçlü, zayıf ya da non-elektrolit olarak tanımlanabilirler. Elektriüği iletebilmek için bir madde serbestçe hareket eden, yüklü bileşenler içermelidir. En tanıdık olanı, hareketli ve yüklü bileşenlerin elektronlar olduğu, elektriğin metalik teller yoluyla iletilmesidir. Çözeltiler de çözünmüş iyonlar içeriyorsa elektriği iletebilir ve iyon konsantrasyonu arttıkça iletkenlikleri artar. Bir çözeltiye batırılmış elektrotlara voltaj uygulamak, çözünmüş iyonların nispi konsantrasyonunun, elektrik akımının ölçümü üzerinden kantitatif olarak veya devrede bulunan bir ampulün parlaklığını gözlemleyerek kalitatif olarak değerlendirilmesine izin verir. 

Bu metin bu kaynaktan uyurlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 11.2: Electrolytes.