Τι είναι ένας ισχυρός ηλεκτρολύτης;

Αντιμετωπισμένο στη χημεία, ένας ισχυρός ηλεκτρολύτης είναι μια ουσία που διαλύεται πλήρως όταν τοποθετείται στο νερό. Όταν διαλύεται, ένας ισχυρός ηλεκτρολύτης διασπάται τόσο σε θετικά όσο και σε αρνητικά φορτισμένα μόρια ή άτομα, που ονομάζονται κατιόντα και ανιόντα αντίστοιχα. Αυτοί οι ηλεκτρολύτες είναι ικανοί να μεταφέρουν ηλεκτρισμό στις διαλυμένες τους καταστάσεις αλλά όχι στη στερεά τους μορφή. Συνήθως είναι άλατα και ισχυρά οξέα και βάσεις.

Οι ηλεκτρολύτες έχουν τρεις κατηγορίες: ισχυρούς, ασθενείς και μη ηλεκτρολύτες. Ένας ισχυρός ηλεκτρολύτης διασπάται πλήρως ή σχεδόν πλήρως όταν μπαίνει σε νερό, ενώ ένας αδύναμος ηλεκτρολύτης διασπάται μόνο εν μέρει και ένας μη ηλεκτρολύτης παραμένει ολόκληρος. Τα περισσότερα μόρια που μπορούν να διασπαστούν στο νερό συγκρατούνται μεταξύ τους με ιοντικούς δεσμούς.

Οι ιοντικοί δεσμοί εμφανίζονται όταν δύο άτομα ή μόρια μοιράζονται ένα ηλεκτρόνιο. Όταν ο δεσμός σπάει, ένα από τα άτομα διατηρεί το κοινό ηλεκτρόνιο. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα, το άτομο που απέκτησε ένα ηλεκτρόνιο φορτίζεται αρνητικά και το άτομο που έχασε το ηλεκτρόνιο φορτίζεται θετικά. Το θετικό φορτίο προκύπτει όταν ο αριθμός των πρωτονίων, τα οποία είναι θετικά φορτισμένα, στον πυρήνα του ατόμου δεν είναι πλέον ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων, τα οποία είναι αρνητικά φορτισμένα.

Ο σχηματισμός αυτών των θετικά και αρνητικά φορτισμένων ιόντων, που ονομάζονται κατιόντα και ανιόντα, είναι αυτό που επιτρέπει σε έναν ισχυρό ηλεκτρολύτη να άγει ηλεκτρισμό. Όσο περισσότερα ιόντα στο διάλυμα, τόσο ισχυρότερη είναι η ηλεκτρική αγωγιμότητα. Τα ηλεκτρολυτικά κύτταρα χρησιμοποιούν αυτήν την αρχή. Ένας ισχυρός ηλεκτρολύτης διαλύεται στο νερό και δύο ράβδοι, που ονομάζονται κάθοδος και άνοδος, συνδέονται με θετική και αρνητική ηλεκτρική έξοδο. Το ηλεκτρικό ρεύμα ταξιδεύει μέσω της ανόδου, κατά μήκος του διαλύματος και εξέρχεται από την κάθοδο, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.

Δεδομένου ότι οι ισχυροί ηλεκτρολύτες είναι είτε ισχυρά οξέα, άλατα ή ισχυρές βάσεις, μπορούν συχνά να προσδιοριστούν εξετάζοντας τον μοριακό τους τύπο. Τα άλατα είναι γενικά ένα μέταλλο που συνδέεται με ένα άλλο στοιχείο. Το χλωριούχο νάτριο (NaCl), κοινώς γνωστό ως επιτραπέζιο αλάτι, είναι ένα από τα πιο εύκολα αναγνωρίσιμα άλατα. Ο μοριακός τύπος για ισχυρές βάσεις αρχίζει επίσης συνήθως με ένα μέταλλο αλλά γενικά τελειώνει με ένα μόριο υδροξειδίου (ΟΗ). Εάν το άζωτο (Ν) βρίσκεται στον μοριακό τύπο μιας βάσης, είναι πιθανότατα μια αδύναμη, παρά ισχυρή, βάση και επομένως επίσης ένας αδύναμος ηλεκτρολύτης.

Τα περισσότερα οξέα είναι αδύναμα οξέα και μπορούν εύκολα να αναγνωριστούν από το άτομο υδρογόνου (Η) ξεκινώντας τους μοριακούς τύπους τους. Τα επτά ισχυρά οξέα, ωστόσο, ξεκινούν επίσης με το υδρογόνο και απλώς απομνημονεύονται από επιστήμονες που εργάζονται με ισχυρούς ηλεκτρολύτες. Τα ισχυρά οξέα είναι το υδροβρώμιο (HBr), το υδροιώδιο (HI), το θειικό οξύ (H2SO4), το νιτρικό οξύ (HNO3), το υπερχλωρικό οξύ (HClO4), το χλωρικό οξύ (HClO3) και το υδροχλωρικό οξύ (HCl).