Bu ətraflı müqayisə elektrolitlər və qeyri-elektrolitlər arasındakı əsas fərqləri araşdırır və onların sulu məhlullarda elektrik keçirmə qabiliyyətinə diqqət yetirir. İon dissosiasiyasının və molekulyar sabitliyin bu iki fərqli maddə sinfinin kimyəvi davranışına, fizioloji funksiyalarına və sənaye tətbiqlərinə necə təsir etdiyini araşdırırıq.
Seçilmişlər
Elektrolitlər batareyaların və yanacaq elementlərinin işləməsi üçün vacibdir.
Qeyri-elektrolitlər ionlara parçalanmayan molekullardan ibarətdir.
Güclü elektrolitlər tamamilə ionlaşır, zəif elektrolitlər isə yalnız qismən.
Suyun özü yüngül öz-özünə ionlaşma səbəbindən çox zəif bir elektrolitdir.
Elektrolit nədir?
Su kimi qütb həlledicisində həll edildikdə elektrik keçirici məhlul əmələ gətirən maddə.
Tərkibi: İon birləşmələri və ya qütb molekulları
Əsas Proses: Dissosiasiya və ya İonlaşma
Keçiricilik: Yüksək və orta elektrik axını
Nümunələr: Natrium xlorid, kalium və sulfat turşusu
Vəziyyət: İonlar məhlul daxilində sərbəst hərəkət edə bilirlər
Qeyri-elektrolit nədir?
İonlaşmayan və həlledicidə həll edildikdə bütöv molekullar kimi qalan bir maddə.
Tərkibi: Kovalent/Molekulyar birləşmələr
Əsas Proses: İonlaşma olmadan sadə həllolma
Keçiricilik: Sıfır və ya əhəmiyyətsiz elektrik axını
Nümunələr: Qlükoza, etanol və karbamid
Vəziyyət: Neytral molekullar vahid qalır
Müqayisə Cədvəli
Xüsusiyyət
Elektrolit
Qeyri-elektrolit
Elektrik Keçiriciliyi
Elektrik enerjisini məhlul və ya ərimiş vəziyyətdə keçirir
Heç bir ştatda elektrik enerjisi keçirmir
Bağlama növü
Əsasən İon və ya yüksək qütblü kovalent
Əsasən Kovalent
Hissəciklərin Mövcudluğu
Müsbət və mənfi ionlar (kationlar və anionlar)
Neytral molekullar
Qaynama nöqtəsinə təsir
Əhəmiyyətli yüksəliş (Van't Hoff faktoru > 1)
Orta yüksəklik (Van't Hoff faktoru = 1)
Lampa Testi
Lampa parlayır (güclü üçün parlaq, zəif üçün isə tutqun)
Lampa yanmır
Suda Dissosiasiya
Tərkib ionlarına parçalanır
Bütöv molekullar kimi qalır
Fiziki Reaksiya
Elektrolizə məruz qalır
Elektrik cərəyanına reaksiya vermir
Ətraflı Müqayisə
Həll əmələ gəlmə mexanizmi
Elektrolit su kimi bir həllediciyə daxil olduqda, qütb su molekulları fərdi ionları əhatə edir və onları bərk kristal qəfəsdən ayırır və bu proses həll adlanır. Bunun əksinə olaraq, qeyri-elektrolitlər bütöv molekullar kimi həll olur; hidrogen rabitəsi və ya qütblülük səbəbindən həll ola bilsələr də, yüklü hissəciklərə bölünmürlər.
Elektrik Keçiriciliyi və İon Mobilliyi
Mayedəki elektrik yüklü hissəciklərin hərəkətini tələb edir. Elektrolitlər bu hərəkətli yükləri (ionları) təmin edir və elektrik cərəyanının mayedən keçməsinə imkan verir. Qeyri-elektrolitlərdə bu hərəkətli ionlar yoxdur, çünki onların atomları həlledici ilə qarışdırıldıqda parçalanmayan güclü kovalent rabitələrlə bir-birinə bağlıdır.
Kollektiv Xüsusiyyətlər və Hissəcik Sayı
Donma nöqtəsinin azalması kimi kollektiv xüsusiyyətlər məhluldakı hissəciklərin sayından asılıdır. $NaCl$ kimi bir elektrolitin bir molu iki mol hissəcik ($Na^{+}$ və $Cl^{-}$) əmələ gətirir ki, bu da fiziki xüsusiyyətlərə tək bir mol hissəcik kimi qalan bir mol qeyri-elektrolit şəkərindən daha çox təsir göstərir.
Bioloji və Fizioloji Əhəmiyyət
İnsan bədənində natrium, kalium və kalsium kimi elektrolitlər sinir impulslarının ötürülməsi və elektrik siqnalları vasitəsilə əzələ yığılmalarının tetiklenmesi üçün vacibdir. Qlükoza və oksigen kimi qeyri-elektrolitlər elektrik rabitəsi üçün vasitə kimi deyil, əsasən metabolik yanacaq və ya struktur komponentlər kimi xidmət edir.
Üstünlüklər və Eksikliklər
Elektrolit
Üstünlüklər
+Elektrik cərəyanını aktivləşdirir
+Sinir funksiyası üçün vacibdir
+Daha yüksək kimyəvi reaktivlik
+Elektrolizi asanlaşdırır
Saxlayıcı
−Korroziyaya səbəb ola bilər
−pH dəyişikliklərinə həssasdır
−Diqqətli balans tələb edir
−Elektrik şoku riski
Qeyri-elektrolit
Üstünlüklər
+Sabit molekulyar quruluş
+İzolyasiya xüsusiyyətləri
+Proqnozlaşdırıla bilən davranış
+Korroziyaya uğramayan
Saxlayıcı
−Sıfır elektrik təchizatı
−Əriməyə daha az təsir
−Ödənişləri daşıya bilmir
−Məhdud sənaye istifadəsi
Yaygın yanlış anlaşılmalar
Əfsanə
Elektrik cərəyanını keçirən bütün mayelər elektrolitlərdir.
Həqiqət
Bu səhvdir; civə və ya ərimiş qurğuşun kimi maye metallar elektrik enerjisini ionlar deyil, elektronların hərəkəti ilə keçirir. Elektrolitlər, xüsusən də məhlul və ya ərimiş vəziyyətdə ion hərəkəti ilə elektrik enerjisini keçirən maddələrdir.
Əfsanə
Təmiz su güclü bir elektrolitdir.
Həqiqət
Təmiz distillə edilmiş su əslində çox zəif keçiricidir və qeyri-elektrolitə daha yaxındır. Yalnız tərkibində minerallar və ya duzlar (elektrolitlər) həll olduqda güclü keçiriciyə çevrilir.
Əfsanə
Şəkər asanlıqla həll olduğu üçün elektrolitdir.
Həqiqət
Həllolma və keçiricilik fərqli anlayışlardır. Şəkər suda çox yaxşı həll olsa da, ionlar əvəzinə neytral saxaroza molekulları kimi həll olur və bu da onu elektrolit olmayan hala gətirir.
Əfsanə
Zəif elektrolitlər sadəcə seyreltilmiş güclü elektrolitlərdir.
Həqiqət
Güc konsentrasiyanı deyil, ionlaşma dərəcəsini ifadə edir. Sirkə turşusu kimi zəif bir elektrolit, yüksək konsentrasiyalı olsa belə, heç vaxt tam ionlaşmaz.
Tez-tez verilən suallar
Güclü elektrolitlə zəif elektroliti nə müəyyən edir?
Fərq maddənin ionlara parçalanma faizindədir. Xlorid turşusu kimi güclü elektrolit suda təxminən 100% dissosiasiya olunur. Sirkə kimi zəif elektrolit molekullarının yalnız kiçik bir hissəsinin ionlara çevrilməsini təmin edir və bu da elektrik axınının zəifləməsinə səbəb olur.
Elektrolitlər insan bədənində necə işləyir?
Elektrolitlər hüceyrələr arasında elektrik yükü daşıyır ki, bu da ürək ritmi və beyin funksiyası üçün vacibdir. Onlar həmçinin osmotik təzyiqi tənzimləyir və hüceyrələrin lazımi miqdarda su saxlamasını təmin edir. Balanssızlıq yorğunluğa, əzələ spazmlarına və ya ciddi ürək problemlərinə səbəb ola bilər.
Elektrolit olmayan bir maddə elektrolit ola bilərmi?
Ümumiyyətlə, xeyr, çünki bu xüsusiyyət maddənin daxilindəki kimyəvi rabitənin növündən asılıdır. Lakin bəzi qeyri-elektrolitlər ionlar əmələ gətirmək üçün həlledici ilə kimyəvi reaksiyaya girə bilər. Məsələn, ammonyak qazı molekuldur, lakin suda həll olduqda ammonium və hidroksid ionları əmələ gətirmək üçün reaksiyaya girir.
Niyə duz klassik elektrolit hesab olunur?
Adi süfrə duzu ion rabitələri ilə bir-birinə bağlı olan natrium və xlorid ionlarından hazırlanır. Suya qoyulduqda, bu rabitələr suyun polyarlığı ilə asanlıqla aradan qaldırılır və elektrik cərəyanını keçirmək üçün ideal olan yüksək sıxlıqlı hərəkətli, yüklü hissəciklər buraxılır.
Spirt elektrolitdirmi?
Xeyr, etanol kimi əksər spirtlər elektrolit deyil. Su ilə qarışmağa imkan verən qütb hidroksil qrupu olsa da, karbon-hidrogen rabitələri və oksigen-hidrogen rabitələri məhlulda ionlar əmələ gətirmək üçün parçalanmır.
Temperatur elektrolit keçiriciliyinə necə təsir edir?
Əksər elektrolitlər üçün temperaturun artırılması keçiriciliyi artırır. Bu, həlledicinin özlülüyünün azalması, ionların daha sərbəst hərəkət etməsinə imkan verməsi və artan kinetik enerjinin daha çox hissəciyin dissosiasiya üçün enerji maneəsini aşmasına kömək etməsi səbəbindən baş verir.
Van Hoff faktoru nədir?
Vant Hoff faktoru, həll olan maddənin kolliqativ xüsusiyyətlərə təsirinin ölçüsüdür. Qeyri-elektrolitlər üçün bu dəyər 1-dir, çünki molekullar parçalanmır. Elektrolitlər üçün dəyər adətən 2, 3 və ya daha yüksəkdir ki, bu da formula vahidi başına əmələ gələn ayrı ionların sayını əks etdirir.
Batareyalar niyə elektrolitlərdən istifadə edir?
Batareyalar, ionların anod və katod arasında hərəkət etməsinə imkan verən və eyni zamanda elektronların daxili məhluldan birbaşa axmasının qarşısını alan bir mühit tələb edir. Elektrolit, ion yükünü daşıyaraq dövrəni daxildən tamamlayır və elektronları xarici naqildən enerji cihazlarına keçməyə məcbur edir.
Bütün turşular elektrolitdirmi?
Bəli, bütün turşular elektrolitdir, çünki tərifinə görə, onlar suda həll olduqda hidrogen ionlarını ($H^{+}$) buraxırlar. Azot turşusu kimi güclü turşular güclü elektrolitlər, limon turşusu kimi üzvi turşular isə adətən zəif elektrolitlərdir.
Evdə elektrolitləri yoxlamaq mümkündürmü?
Sadə bir keçiricilik test cihazı batareya, bir lampa və iki naqildən istifadə etməklə hazırlana bilər. Naqillər məhlula batırıldıqda (bir-birinə toxunmadan) lampa yanırsa, məhlul elektrolit ehtiva edir. Lampa tünd qalırsa, məhlul qeyri-elektrolitlər ehtiva edir.
Hökm
Keçirici yollar yaratmaq, bioloji maye balansını idarə etmək və ya sənaye elektrokaplama işləri aparmaq lazım olduqda elektrolitlər seçin. Məqsəd sistemin elektrik neytrallığını və ya keçiriciliyini dəyişdirmədən qida maddələri və ya həlledicilər təmin etməkdirsə, qeyri-elektrolitlərə üstünlük verin.