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.