Ένας ασθενής ηλεκτρολύτης είναι ένας τύπος χημικής ουσίας που δεν διαλύεται ούτε διασπάται στο νερό και είναι κακός αγωγός του ηλεκτρισμού, εάν τον αγώγει καθόλου. Ο όρος «ηλεκτρολύτης» έχει μια συγκεκριμένη επιστημονική και ιατρική σημασία, αλλά συνήθως γίνεται κατανοητό ότι είναι οποιαδήποτε μορφή άλατος που φέρει ηλεκτρικό φορτίο. Οι ηλεκτρολύτες βοηθούν τους ανθρώπους να διατηρήσουν μια ισορροπημένη χημεία του σώματος και είναι επίσης χρήσιμοι σε μια σειρά από βιομηχανικά και κατασκευαστικά περιβάλλοντα. Το να λέμε ότι ένας ηλεκτρολύτης είναι «αδύναμος» είναι συνήθως μια δήλωση σχετικά με την κατανομή των ιοντικών φορτίων του και επιτρέπει στους ερευνητές να προβλέψουν πώς θα αντιδράσει σε ένα δεδομένο διάλυμα ή υπό ορισμένες συνθήκες. Ένας ισχυρός ηλεκτρολύτης γενικά ιονίζεται πλήρως στο νερό και δίνει ίσο αριθμό κατιόντων ή θετικά φορτισμένων ιόντων και ανιόντων ή αρνητικά φορτισμένων ιόντων. Ένας ηλεκτρολύτης που ταξινομείται ως «αδύναμος», από την άλλη πλευρά, θα ιονιστεί ελάχιστα στο νερό και θα παράγει λίγα ιόντα, επομένως αυτά τα διαλύματα είναι κακοί αγωγοί του ηλεκτρισμού.
Εκτίμηση της ισχύος ηλεκτρολυτών
Η ηλεκτρολυτική ισχύς μιας ουσίας μπορεί συνήθως να προσδιοριστεί με τη μέτρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας ενός διαλύματος της ουσίας γνωστής συγκέντρωσης. Διατίθενται πίνακες με τη σταθερά Qsp ή ιόντων πολλών ουσιών, η οποία αποτελεί μέτρο του βαθμού ιοντισμού τους.
Το να ξεχωρίζετε έναν αδύναμο ηλεκτρολύτη από έναν ισχυρό μόνο με την επιθεώρηση του χημικού του τύπου δεν είναι τόσο απλό. Οι αδύναμες ενώσεις συνήθως αποτελούνται από ομοιοπολικούς δεσμούς ή χημικούς δεσμούς στους οποίους τα ηλεκτρόνια μοιράζονται δύο άτομα. Ένας ισχυρός ηλεκτρολύτης θα έχει τουλάχιστον έναν ιοντικό δεσμό, στον οποίο τα ηλεκτρόνια από το ένα άτομο μεταφέρονται σε ένα άλλο για να παραχθούν δύο ιόντα που στη συνέχεια συγκρατούνται μεταξύ τους με ηλεκτροστατικές δυνάμεις. Ωστόσο, οι περισσότεροι χημικοί δεσμοί έχουν τόσο ιονικό όσο και ομοιοπολικό χαρακτήρα και επομένως απαιτείται κάποια γνώση της χημείας για να γίνει μια λογική εκτίμηση της ηλεκτρολυτικής ισχύος μιας ένωσης.
Γενικά, ωστόσο, τα περισσότερα οργανικά οξέα και τα άλατά τους, και τα άλατα των οργανικών βάσεων, είναι αδύναμα από την άποψη των ηλεκτρολυτών. Μια ουσία με χαμηλή υδατοδιαλυτότητα μπορεί επίσης να ταξινομηθεί ως αδύναμη. Είναι σημαντικό να σημειωθεί, ωστόσο, ότι από τεχνική άποψη, η διαλυτότητα δεν είναι ίδια με την ηλεκτρολυτική ισχύ.
Ιοντισμός στο νερό
Το καθαρό νερό από μόνο του δεν είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού και το απεσταγμένο ή απιονισμένο νερό, από το οποίο έχουν αφαιρεθεί όλα τα ιόντα, δεν θα μεταφέρει εύκολα ηλεκτρικό ρεύμα. Ωστόσο, εάν προστεθεί ένας ισχυρός ηλεκτρολύτης όπως το επιτραπέζιο αλάτι, το NaCl, το άλας θα διαλυθεί για να δώσει ιόντα Na+ και ιόντα Cl-. Το Na+ είναι ικανό να δέχεται ηλεκτρόνια από τον αρνητικό πόλο της πηγής ισχύος, ενώ το Cl- θα μεταφέρει ηλεκτρόνια στον θετικό πόλο, με αποτέλεσμα μια καθαρή ροή ηλεκτρισμού μέσω του διαλύματος. Όσο περισσότερο αλάτι προστίθεται, τόσο πιο αγώγιμο θα είναι το διάλυμα, μέχρι το σημείο κορεσμού.
Σε έναν ασθενή ηλεκτρολύτη, αυτή η διάσταση σε ιόντα συμβαίνει μόνο σε μικρό βαθμό, συνήθως πολύ λιγότερο από 10%. Ο μεγάλος όγκος του ασθενούς ηλεκτρολύτη παραμένει στην αρχική του ενοποιημένη μορφή σε διάλυμα. Σε τέτοιες περιπτώσεις, υπάρχουν ανεπαρκή ιόντα για τη μεταφορά ηλεκτρικού ρεύματος.
Κατανόηση των μη ηλεκτρολυτών
Εκτός από τους ασθενείς και ισχυρούς ηλεκτρολύτες, οι μη ηλεκτρολύτες είναι ουσίες που δεν ιονίζονται σε σημαντικό βαθμό σε υδατικό διάλυμα και τα διαλύματά τους δεν αγώγουν καθόλου ηλεκτρισμό. Οι περισσότερες οργανικές ουσίες, εκτός εάν περιέχουν μια λειτουργικότητα οξέος ή βάσης, είναι μη αγωγοί και επομένως μη ηλεκτρολύτες. Η ζάχαρη και το αλκοόλ, για παράδειγμα, είναι οργανικές ενώσεις χωρίς λειτουργικότητα οξέος ή βάσης και επομένως δεν παράγουν ιόντα σε διάλυμα.
Πρακτικές Εφαρμογές
Η κατανόηση των διαφορετικών τρόπων με τους οποίους οι ουσίες συνδέονται και αντιδρούν σε χημικό επίπεδο έχει σημασία για τους περισσότερους κλάδους παραγωγής και ο γρήγορος εντοπισμός και η απομόνωση των ηλεκτρολυτών βάσει ισχύος είναι σημαντικό μέρος πολλών διαφορετικών χημικών αντιδράσεων. Οι χημικοί και οι ερευνητές χρησιμοποιούν συχνά αυτού του είδους τη γνώση σε οποιονδήποτε αριθμό διαφορετικών πειραμάτων και δοκιμών προκειμένου να επιτύχουν τη σωστή ισορροπία οξέων και βάσεων. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για πολλές προσπάθειες φαρμακευτικής παραγωγής και ιατρικές δοκιμές, αλλά έχει επίσης συνέπειες για πράγματα όπως η μηχανική χημεία τροφίμων και η σύνθεση οικιακών χημικών ουσιών, ακόμη και προϊόντων ομορφιάς.