分類
強電解質(strong electrolyte)是在水溶液中或熔融狀态中幾乎完全發生電離的電解質,完全電離,不存在電離平衡。弱電解質(weak electrolyte)是在水溶液中或熔融狀态下不完全發生電離的電解質。強弱電解質導電的性質與物質的溶解度無關。
強電解質
一般有:強酸、強堿,活潑金屬氧化物和大多數鹽,如:硫酸、鹽酸、碳酸鈣、硫酸銅等。
弱電解質
一般有:弱酸、弱堿,少部分鹽,如:醋酸、一水合氨(NH3·H2O)、醋酸鉛、氯化汞。另外,水是極弱電解質。
強弱因素
決定強、弱電解質的因素較多。下面從鍵型、鍵能、溶解度、濃度和溶劑等方面來讨論這些因素對電解質電離的影響。
(1)鍵型
電解質的鍵型不同,電離程度就不同。已知典型的離子化合物,如強酸、強堿和大部分鹽類,在極性水分子作用下能夠全部電離,導電性很強,我們稱這種在水溶液中能夠完全電離的物質為強電解質。而弱極性鍵的共價化合物,如弱酸、弱堿和少數鹽類,在水中僅部分電離,導電性較弱,我們稱這種在水溶液中隻能部分電離的物質為弱電解質。
所以,從結構的觀點來看,強、弱電解質的區分是由于鍵型的不同所引起的。但是,僅從鍵型強弱來區分強、弱電解質是不全面的,強極性共價化合物也有屬于弱電解質的情況,HF就是一例。因此,物質在溶液中存在離子的多少,還與其他因素有關。
(2)鍵能
相同類型的共價化合物由于鍵能不同,電離程度也不同。例如,HF、HCl、HBr、HI就其鍵能來說是依次減小的,它們分子内核間距的依次增大。從分子的鍵能依次減小來看,HF的鍵能最大,分子結合得最牢固,在水溶液中電離最困難。再加上HF分子之間由于形成氫鍵的緣故而有締合作用,雖然在水分子的作用下一部分HF離子化,離解為H3O+和F-,但離解出來的F-很快地又和HF結合成為HF2-、H2F3-、H3F4-等離子。
在1mol/LHF溶液中,F-僅占1%,HF2占10%,而大部分都是多分子聚合的離子:HF2-、H2F3-、H3F4-,這樣就使HF成為一種弱酸,而HCl、HBr、HI都是強酸。從HCl→HI,它們分子内的核間距依次增大,鍵能依次減小,所以它們的電離度逐漸略有所增大。但是,僅從鍵能大小來區分強、弱電解質也是片面的,有些鍵能較大的極性化合物也有屬于強電解質的情況。例如,H—Cl的鍵能(431.3kJ/mol)比H—S的鍵能(365.8kJ/mol)大,在水溶液中HCl卻比H2S容易電離。
(3)溶解度
電解質的溶解度也直接影響着電解質溶液的導電能力。有些離子化合物,如BaSO4、CaF2等,盡管它們溶于水時全部電離,但它們的溶解度很小,使它們的水溶液的導電能力很弱,但它們在熔融狀态時導電能力很強,因此仍屬強電解質。
(4)濃度
電解質溶液的濃度不同,電離程度也不同。溶液越稀,電離程度越大。鹽酸和硫酸隻有在稀溶液中才是強電解質,在濃溶液中,則是弱電解質。由蒸氣壓的測定知道10mol/L的鹽酸中有0.3%是共價分子,通常當溶質中以分子狀态存在的部分少于千分之一時就可認為是強電解質,因此10mol/L的鹽酸中HCl是弱電解質。
判斷方法
電解質和非電解質的區别:
電解質是在水溶液或熔融狀态下可以導電的化合物;非電解質是在水溶液或熔融狀态下都不能導電的化合物。單質、混合物不管在水溶液中或熔融狀态下是否能夠導電,都不是電解質或非電解質。如所有的金屬既不是電解質,也不是非電解質。因它們并不是化合物,不符合電解質的定義。
1、是否能電離(本質區别):電解質是在一定條件下可以電離的化合物,而非電解質不能電離。
2、常見物質類别:電解質一般為酸、堿、鹽、典型的金屬氧化物和某些非金屬氫化物。非電解質通常為非金屬氧化物、某些非金屬氫化物和絕大多數有機物。
3、化合物類别:電解質為離子化合物和部分共價化合物,非電解質全部為共價化合物。