強(qiáng)電解質(zhì)

電解質(zhì)的強(qiáng)弱沒(méi)有絕對(duì)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)弱電解質(zhì)之間并無(wú)嚴(yán)格的界限。通常所說(shuō)的電解質(zhì)強(qiáng)弱是按其電離度大小劃分的，能夠在水中全部電離的電解質(zhì)叫強(qiáng)電解質(zhì)，相反，能夠在水中部分電離的電解質(zhì)叫弱電解質(zhì)。所以，已溶解于水的電解質(zhì)是否完全電離是區(qū)別強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的唯一依據(jù)。

強(qiáng)電解質(zhì)，是指通常情況下，電離度在30%以上的電解質(zhì)，如強(qiáng)酸及其酸式根、強(qiáng)堿和大部分鹽。

因電離常數(shù)與溫度有關(guān)，而與濃度無(wú)關(guān)，所以有時(shí)還用電離常數(shù)來(lái)比較酸、堿電離能力的大小。通常認(rèn)為某酸或堿的電離常數(shù)K(25 ℃)大于1為強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，即強(qiáng)電解質(zhì)。可見(jiàn)，強(qiáng)弱電解質(zhì)之間還存在一系列中間狀態(tài)的電解質(zhì)。

有些電解質(zhì)分步電離，第一步為完全電離，而第二、三步電離又不完全，具有弱電解質(zhì)的性質(zhì)。例如，硫酸一級(jí)電離幾乎完全，二級(jí)電離則不完全，電離常數(shù)為1.2×10-2，具有中強(qiáng)酸的特征。但硫酸仍是強(qiáng)酸，因一級(jí)電離常數(shù)K>1。

在水中能完全電離或在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的電解質(zhì)，強(qiáng)酸(硫酸、鹽酸、硝酸等)、強(qiáng)堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)、大部分正鹽(氯化鈉、硝酸銀、碳酸鉀等)都是強(qiáng)電解質(zhì)。

但是強(qiáng)電解質(zhì)在水中不一定是完全溶解的，因?yàn)槠涠x為"在水中完全電離"，只要此物質(zhì)在水中溶解的部分完全電離了，就說(shuō)明它是強(qiáng)電解質(zhì)，所以，硫酸鋇、氯化銀、碳酸鋇等難溶物質(zhì)都是強(qiáng)電解質(zhì)。這點(diǎn)請(qǐng)稍微注意一下

強(qiáng)電解質(zhì):所有鹽(高中階段)，三大強(qiáng)酸(高中階段無(wú)機(jī)強(qiáng)酸只要求這些，有機(jī)強(qiáng)酸只作了解，有三硝基苯酚(苦味酸)等)，以及堿金屬、堿土金屬形成的堿(氫氧化鋰、氫氧化鎂是中強(qiáng)堿，氫氧化鋅，氫氧化鋁是兩性的除外)

強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)并不能作為物質(zhì)的類別，而僅僅是電解質(zhì)的分類。強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中只有離子存在，弱電解質(zhì)在水溶液中既有分子存在又有離子存在。

電解質(zhì)一般可分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)，兩者的導(dǎo)電能力差別很大。可以認(rèn)為強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中全部以離子的形態(tài)存在，即不存在電解質(zhì)的"分子"(至少在稀溶液范圍內(nèi)屬于這類情況)。由于濃度增加時(shí)，離子間的靜電作用力增加，使離子淌度下降，當(dāng)量電導(dǎo)也隨著下降。對(duì)于弱電解質(zhì)來(lái)說(shuō)，它在溶液中的主要存在形態(tài)是分子，它的電離度很小，所以離子數(shù)目極少，靜電作用也很小，可以認(rèn)為離子淌度基本上不隨濃度而變，因此當(dāng)量電導(dǎo)隨濃度增加而迅速下降的原因主要是電離度的很快下降。

以上分類只是指兩種極端的情況，實(shí)際體系并不這樣簡(jiǎn)單，例如大部分較濃的強(qiáng)電解質(zhì)溶液的正、負(fù)離子將因靜電作用而發(fā)生締合，使有效的離子數(shù)減少，促使當(dāng)量電導(dǎo)下降。

原理

事實(shí)上，1887年S.A.阿倫尼烏斯發(fā)表的電離理論是按照上述弱電解質(zhì)的模型提出的，他認(rèn)為電解質(zhì)在無(wú)限稀釋的條件下是 100%電離的。設(shè)此時(shí)的當(dāng)量電導(dǎo)為Λ0，則任何濃度下的電離度α都可以根據(jù)該濃度下測(cè)得的當(dāng)量電導(dǎo)Λ來(lái)計(jì)算:

從而求出該電解質(zhì)在溶液中的電離常數(shù)K。電離理論應(yīng)用于乙酸、氨水等弱電解質(zhì)時(shí)取得很大的成功，但在用于強(qiáng)電解質(zhì)時(shí)遇到了困難。直到20世紀(jì)20年代，P.德拜和L.昂薩格等發(fā)展了強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液的靜電理論，才對(duì)電解質(zhì)溶液的本質(zhì)有了較全面的認(rèn)識(shí)。

根據(jù)上述強(qiáng)電解質(zhì)溶液的模型和物質(zhì)當(dāng)量的定義，以及溶液的總電導(dǎo)率是正、負(fù)離子各自電導(dǎo)率的和這一性質(zhì)(見(jiàn)離子淌度)，可得:

Ceq=C+|Z+|=C-|Z-|

Λ=(U++U-)F

式中Z+和Z-為正、負(fù)離子的價(jià)數(shù);C+和C-是正、負(fù)離子的濃度;Ceq為當(dāng)量濃度;U+和U-是正、負(fù)離子的離子淌度;F為法拉第常數(shù)。如果Λ+和Λ-分別代表 1當(dāng)量正離子和1當(dāng)量負(fù)離子的導(dǎo)電能力，則Λ=Λ++Λ-,Λ+=U+F，Λ-=U-F。

1926~1928年，昂薩格認(rèn)為溶液濃度增加時(shí)，離子間距離縮短，靜電作用增強(qiáng)，他應(yīng)用靜電理論得到在極稀濃度范圍內(nèi)強(qiáng)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)公式:

式中A為常數(shù),圖中也說(shuō)明了溶液的當(dāng)量電導(dǎo)與當(dāng)量濃度的平方根呈線性關(guān)系。這一點(diǎn)與F.W.G.科爾勞施的精確電導(dǎo)測(cè)量結(jié)果完全符合，甚至昂薩格的電導(dǎo)公式中的常數(shù)A也與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的斜率相同，說(shuō)明在極稀溶液范圍內(nèi)(對(duì)鹽酸和氯化鉀等對(duì)稱的一價(jià)離子電解質(zhì)來(lái)說(shuō)，在<0.01N范圍內(nèi)適用)，上述強(qiáng)電解質(zhì)模型是反映實(shí)際的。上式中的Λ0是外推法得到的C→0時(shí)的當(dāng)量電導(dǎo)，相當(dāng)于無(wú)限稀釋時(shí)的當(dāng)量電導(dǎo)。此時(shí)離子間的距離足夠遠(yuǎn)，可以認(rèn)為各種離子是獨(dú)立移動(dòng)的，靜電力不起作用。

強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)

如果把Λ+=U+F和Λ-=U-F改寫(xiě)成Λ+,0=U+,0F和Λ-,0=U-,0F，式中附加在Λ+和Λ-中的下標(biāo)0表示它們是在無(wú)限稀釋條件下的當(dāng)量電導(dǎo)，于是，不管電解質(zhì)中對(duì)應(yīng)的離子是什么，U+,0和U-,0都應(yīng)有獨(dú)自的固定的數(shù)值。這就是科爾勞施根據(jù)實(shí)驗(yàn)提出的無(wú)限稀釋條件下離子獨(dú)立移動(dòng)定律。

在水溶液中或在熔融狀態(tài)下全部電離成離子的電解質(zhì)。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、部分堿性氧化物、大部分鹽類以及強(qiáng)酸酸式根都是強(qiáng)電解質(zhì)。

離子化合物和某些具有極性鍵的共價(jià)化合物在水溶液里全部電離成為離子，沒(méi)有分子存在，所以，不存在分子和離子之間的電離平衡。這樣的電解質(zhì)屬于強(qiáng)電解質(zhì)。強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液里全部電離為離子。如強(qiáng)酸及其酸式根、強(qiáng)堿和大部分鹽類是強(qiáng)電解質(zhì)。

因同一電解質(zhì)在濃溶液中電離度小，表現(xiàn)為弱電解質(zhì)的性質(zhì);而在稀溶液中電離度大，表現(xiàn)為強(qiáng)電解質(zhì)的性質(zhì)。于是，依電離度大小來(lái)劃分強(qiáng)、弱電解質(zhì)，對(duì)同一電解質(zhì)隨濃度而變，將可能為強(qiáng)電解質(zhì)，亦可能為弱電解質(zhì)。為統(tǒng)一起見(jiàn)，一般以物質(zhì)的量濃度0.1 mol·L-1為標(biāo)準(zhǔn)。

同一電解質(zhì)在不同溶劑中也可表現(xiàn)出完全不同的性質(zhì)。如，食鹽在水中為強(qiáng)電解質(zhì)，而在極性弱的溶劑，如甲醇中，則為弱電解質(zhì)。一般情況下所謂的強(qiáng)、弱電解質(zhì)均對(duì)水溶液而言。

由于其狀態(tài)不同，性質(zhì)也不同。

在水溶液中,強(qiáng)電解質(zhì)的區(qū)分不是靠它的溶解度,而是它溶解部分的電離情況.如BaSO4,它在水中難溶,但它屬于強(qiáng)電解質(zhì),因?yàn)樗苡谒哪且徊糠质峭耆婋x的