Konparaketa zehatz honek elektrolitoen eta ez-elektrolitoen arteko funtsezko desberdintasunak aztertzen ditu, ur-disoluzioetan elektrizitatea eroateko duten gaitasunean arreta jarriz. Aztertzen dugu nola eragiten duten disoziazio ionikoak eta egonkortasun molekularrak bi substantzia klase desberdin hauen portaera kimikoan, funtzio fisiologikoetan eta aplikazio industrialetan.
Nabarmendunak
Elektrolitoak ezinbestekoak dira baterien eta erregai-pilen funtzionamendurako.
Ez-elektrolitoak ioietan zatitzen ez diren molekulak dira.
Elektrolito sendoak erabat ionizatzen dira, eta elektrolito ahulak, berriz, partzialki bakarrik.
Ura bera elektrolito oso ahula da, auto-ionizazio txiki baten ondorioz.
Zer da Elektrolitoa?
Disolbatzaile polarretan, hala nola uretan, disolbatzean eroale elektrikoa sortzen duen substantzia.
Konposizioa: Konposatu ionikoak edo molekula polarrak
Prozesu nagusia: disoziazioa edo ionizazioa
Eroankortasuna: Fluxu elektriko altua edo ertaina
Adibideak: Sodio kloruroa, potasioa eta azido sulfurikoa
Egoera: Ioiak askatasunez mugi daitezke disoluzioan
Zer da Ez-elektrolitoa?
Disolbatzaile batean disolbatzean molekula oso gisa mantentzen den eta ez ionizatzen den substantzia.
Konposizioa: Konposatu kobalenteak/molekulak
Prozesu nagusia: Ionizaziorik gabeko disoluzio sinplea
Eroankortasuna: Fluxu elektriko zero edo hutsala
Adibideak: Glukosa, etanola eta urea
Egoera: Molekula neutroak bateratuta mantentzen dira
Konparazio Taula
Ezaugarria
Elektrolitoa
Ez-elektrolitoa
Eroankortasun elektrikoa
Disoluzioan edo urtutako egoeran elektrizitatea eroaten du
Ez du elektrizitatea eroaten inongo egoeratan
Lotura mota
Batez ere ionikoa edo oso polarra den kobalentea
Batez ere kobalentea
Partikulen presentzia
Ioi positiboak eta negatiboak (katioiak eta anioiak)
Molekula neutroak
Irakite-puntuaren gaineko eragina
Altuera esanguratsua (Van't Hoff faktorea > 1)
Altitude moderatua (Van't Hoff faktorea = 1)
Bonbilla-proba
Bonbilla pizten da (distiratsu indartsua bada, ahulki ahula bada)
Bonbilla ez da pizten
Uretan disoziazioa
Ioi osagaietan deskonposatzen da
Molekula oso gisa geratzen da
Erreakzio fisikoa
Elektrolisiaren menpe.
Ez da korronte elektrikoarekiko erreaktiboa
Xehetasunak alderatzea
Disoluzioaren eraketa mekanismoa
Elektrolito bat uraren antzeko disolbatzaile batean sartzen denean, ur molekula polarrek ioi indibidualak inguratzen dituzte eta kristal-sare solidotik urruntzen dituzte, solbatazio izeneko prozesu batean. Aldiz, elektrolito ez direnak molekula oso gisa disolbatzen dira; hidrogeno-loturen edo polaritatearen ondorioz disolbagarriak izan daitezkeen arren, ez dira partikula kargatuetan banatzen.
Eroankortasun elektrikoa eta ioien mugikortasuna
Likido bateko elektrizitateak partikula kargatuen mugimendua eskatzen du. Elektrolitoek karga mugikor (ioi) horiek ematen dituzte, korronte elektrikoa fluidotik igarotzea ahalbidetuz. Elektrolito ez direnek ez dituzte ioi mugikor horiek, haien atomoak lotura kobalente sendoen bidez lotuta baitaude, eta lotura horiek ez dira hausten disolbatzaile batekin nahastean.
Ezaugarri koligatiboak eta partikula kopurua
Koligazio-propietateak, hala nola izozte-puntuaren beherakada, disoluzio bateko partikula kopuruaren araberakoak dira. $NaCl$ bezalako elektrolito mol batek bi partikula mol ($Na^{+}$ eta $Cl^{-}$ ematen ditu, eta horrek propietate fisikoetan eragin askoz handiagoa du azukre bezalako ez-elektrolito mol bat baino, azken hau partikula mol bakar gisa geratzen baita.
Garrantzi biologiko eta fisiologikoa
Giza gorputzean, sodioa, potasioa eta kaltzioa bezalako elektrolitoak ezinbestekoak dira nerbio-bulkadak transmititzeko eta gihar-uzkurdurak seinale elektrikoen bidez eragiteko. Elektrolito ez diren substantziak, hala nola glukosa eta oxigenoa, batez ere erregai metaboliko edo osagai estruktural gisa balio dute, komunikazio elektrikorako bitarteko gisa baino gehiago.
Abantailak eta Erabiltzailearen interfazea
Elektrolitoa
Abantailak
+Korronte elektrikoa ahalbidetzen du
+Nerbioen funtziorako ezinbestekoa
+Erreaktibotasun kimiko handiagoa
+Elektrolisia errazten du
Erabiltzailearen interfazea
−Korrosioa eragin dezake.
−pH aldaketekiko sentikorra
−Oreka zaindua eskatzen du
−Deskarga elektrikoaren arriskua
Ez-elektrolitoa
Abantailak
+Egitura molekular egonkorra
+Isolamendu-ezaugarriak
+Aurreikus daitekeen portaera
+Korrosiborik gabekoa
Erabiltzailearen interfazea
−Zero elektrizitate-erabilgarritasuna
−Urtzean eragin txikiagoa
−Ezin ditu karguak eraman
−Industria-erabilera mugatua
Ohiko uste okerrak
Mitologia
Elektrizitatea eroaten duten likido guztiak elektrolitoak dira.
Errealitatea
Hau ez da zuzena; merkurioa edo berun urtua bezalako metal likidoek elektrizitatea eroaten dute elektroien mugimenduaren bidez, ez ioien bidez. Elektrolitoak, zehazki, disoluzio edo egoera urtu batean mugimendu ionikoaren bidez elektrizitatea eroaten duten substantziak dira.
Mitologia
Ur purua elektrolito sendoa da.
Errealitatea
Ur destilatu purua, egia esan, eroale oso txarra da eta ez-elektrolito baten antzekoagoa da. Mineralak edo gatzak (elektrolitoak) bertan disolbatzen direnean bakarrik bihurtzen da eroale sendo.
Mitologia
Azukrea elektrolito bat da, erraz disolbatzen delako.
Errealitatea
Disolbagarritasuna eta eroankortasuna kontzeptu desberdinak dira. Azukrea oso ondo disolbatzen den arren uretan, ioien ordez sakarosa molekula neutro gisa egiten du, eta horrek ez du elektrolito bihurtzen.
Mitologia
Elektrolito ahulak elektrolito sendo diluituak besterik ez dira.
Errealitatea
Indarrak ionizazio-maila adierazten du, ez kontzentrazioa. Azido azetikoa bezalako elektrolito ahul batek ez du inoiz erabat ionizatuko, oso kontzentratua egon arren.
Sarritan Egindako Galderak
Zerk bereizten du elektrolito sendo bat ahul baten aldean?
Desberdintasuna substantziaren ioietan deskonposatzen den ehunekoan datza. Elektrolito sendo bat, azido klorhidrikoa adibidez, ia % 100ean disoziatzen da uretan. Elektrolito ahul bat, ozpina adibidez, bere molekulen zati txiki bat baino ez da ikusten ioi bihurtzen, eta horrek fluxu elektriko eskasa eragiten du.
Nola funtzionatzen dute elektrolitoek giza gorputzean?
Elektrolitoek karga elektrikoak garraiatzen dituzte zelulen artean, eta hori beharrezkoa da bihotz-erritmorako eta garunaren funtziorako. Presio osmotikoa ere erregulatzen dute, zelulek ur kopuru egokia mantentzen dutela ziurtatuz. Desoreka batek nekea, giharretako espasmoak edo bihotzeko arazo larriak sor ditzake.
Elektrolito ez den bat elektrolito bihur al daiteke?
Oro har, ez, propietate hau substantziaren barruko lotura kimiko motaren araberakoa baita. Hala ere, elektrolito ez diren substantzia batzuek erreakziona dezakete kimikoki disolbatzaile batekin ioiak sortzeko. Adibidez, amoniako gasa molekula bat da, baina uretan disolbatzen denean, erreakzionatzen du amonio eta hidroxido ioiak sortzeko.
Zergatik hartzen da gatza elektrolito klasikotzat?
Mahai-gatz arrunta sodio eta kloruro ioiez osatuta dago, lotura ionikoen bidez lotuta. Uretan jartzen denean, lotura horiek erraz gainditzen ditu uraren polaritateak, elektrizitatea eroateko aproposak diren partikula mugikor eta kargatuen dentsitate handia askatuz.
Alkohola elektrolito bat al da?
Ez, etanola bezalako alkohol gehienak ez dira elektrolitoak. Urarekin nahasteko aukera ematen dien hidroxilo talde polar bat izan arren, karbono-hidrogeno loturak eta oxigeno-hidrogeno loturak ez dira hausten disoluzioan ioiak sortzeko.
Nola eragiten du tenperaturak elektrolitoen eroankortasunean?
Elektrolito gehienetan, tenperatura handitzeak eroankortasuna handitzen du. Hori gertatzen da disolbatzailearen biskositatea gutxitzen delako, ioiak libreago mugitzea ahalbidetuz, eta energia zinetiko handiagoak partikula gehiagori disoziaziorako energia-hesia gainditzen laguntzen diolako.
Zer da Van't Hoff faktorea?
Van't Hoff faktorea solutu batek propietate koligatiboetan duen eraginaren neurria da. Elektrolito ez direnentzat, balio hau 1 da, molekulak ez baitira zatitzen. Elektrolitoentzat, balioa normalean 2, 3 edo handiagoa da, formula unitate bakoitzeko sortutako ioi bereizien kopurua islatuz.
Zergatik erabiltzen dituzte bateriek elektrolitoak?
Bateriek anodoaren eta katodoaren artean ioiak mugitzeko aukera ematen duen bitarteko bat behar dute, elektroiak barneko disoluziotik zuzenean igarotzea eragotziz. Elektrolitoak zirkuitua barnean osatzen du karga ionikoa garraiatuz, elektroiak kanpoko kabletik gailuak elikatzeko behartuz.
Azido guztiak elektrolitoak al dira?
Bai, azido guztiak elektrolitoak dira, definizioz, uretan disolbatzen direnean hidrogeno ioiak ($H^{+}$) askatzen baitituzte. Azido nitrikoa bezalako azido sendoak elektrolito sendoak dira, eta azido zitrikoa bezalako azido organikoak, berriz, elektrolito ahulak dira normalean.
Elektrolitoen probak etxean egin daitezke?
Eroankortasun-probatzaile sinple bat egin daiteke bateria bat, bonbilla bat eta bi hari erabiliz. Bonbilla pizten bada hariak disoluzio batean sartzen direnean (elkar ukitu gabe), disoluzioak elektrolitoak ditu. Bonbilla ilun geratzen bada, disoluzioak ez-elektrolitoak ditu.
Epaia
Aukeratu elektrolitoak bide eroaleak sortu, fluido biologikoen oreka kudeatu edo industria-galvanizazioa egin behar duzunean. Aukeratu ez-elektrolitoak helburua mantenugaiak edo disolbatzaileak ematea denean sistema baten neutraltasun elektrikoa edo eroankortasuna aldatu gabe.