രസതന്ത്രത്തിലെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് എന്താണ്? ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഏത് കണങ്ങളാണ് ചാർജ് വഹിക്കുന്നത്?

ലായനികൾ അല്ലെങ്കിൽ ഉരുകുന്നത് വൈദ്യുത പ്രവാഹം നടത്തുന്ന പദാർത്ഥങ്ങളാണ്. അവ ദ്രാവകങ്ങളുടെയും ജീവജാലങ്ങളുടെ ഇടതൂർന്ന ടിഷ്യൂകളുടെയും ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത ഘടകമാണ്.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിൽ ആസിഡുകൾ, ബേസുകൾ, ലവണങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. അലിഞ്ഞുപോയതോ ഉരുകിയതോ ആയ അവസ്ഥയിൽ വൈദ്യുത പ്രവാഹം നടത്താത്ത പദാർത്ഥങ്ങളെ നോൺ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇവയിൽ പഞ്ചസാര, ആൽക്കഹോൾ മുതലായ നിരവധി ഓർഗാനിക് പദാർത്ഥങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. വൈദ്യുത പ്രവാഹം നടത്താനുള്ള ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ലായനികളുടെ കഴിവ് വിശദീകരിക്കുന്നത് ലയിക്കുമ്പോൾ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് തന്മാത്രകൾ വൈദ്യുതപരമായി പോസിറ്റീവും നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ളതുമായ കണങ്ങളായി വിഘടിക്കുന്നു - അയോണുകൾ. ഒരു അയോണിലെ ചാർജിൻ്റെ അളവ് ആറ്റത്തിൻ്റെ അല്ലെങ്കിൽ അയോൺ രൂപപ്പെടുന്ന ആറ്റങ്ങളുടെ ഗ്രൂപ്പിൻ്റെ വാലൻസിക്ക് തുല്യമാണ്. വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ മാത്രമല്ല, മറ്റ് ഗുണങ്ങളിലും അയോണുകൾ ആറ്റങ്ങളിൽ നിന്നും തന്മാത്രകളിൽ നിന്നും വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, ക്ലോറിൻ അയോണുകൾക്ക് മണമോ നിറമോ ക്ലോറിൻ തന്മാത്രകളുടെ മറ്റ് ഗുണങ്ങളോ ഇല്ല.

പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള അയോണുകളെ കാറ്റേഷനുകൾ എന്നും നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള അയോണുകളെ അയോണുകൾ എന്നും വിളിക്കുന്നു. കാറ്റേഷനുകൾ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ H +, ലോഹങ്ങൾ: K +, Na +, Ca 2+, Fe 3+ എന്നിവയും ചില ആറ്റങ്ങളുടെ ഗ്രൂപ്പുകളും ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് അമോണിയം ഗ്രൂപ്പ് NH + 4; അയോണുകൾ അസിഡിറ്റി അവശിഷ്ടങ്ങളായ ആറ്റങ്ങളും ആറ്റങ്ങളുടെ ഗ്രൂപ്പുകളും ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് Cl -, NO - 3, SO 2- 4, CO 2- 3.

E. എന്ന പദം ശാസ്ത്രത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവന്നത് ഫാരഡെയാണ്. വളരെ അടുത്ത കാലം വരെ, സാധാരണ ലവണങ്ങൾ, ആസിഡുകൾ, ക്ഷാരങ്ങൾ എന്നിവയും വെള്ളവും കെ.ഇ. ജലീയമല്ലാത്ത ലായനികളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങളും വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള പഠനങ്ങളും ഈ മേഖലയെ വളരെയധികം വിപുലീകരിച്ചു. I. A. Kablukov, Kadi, Karara, P.I. Walden തുടങ്ങിയവർ ജലീയവും ആൽക്കഹോൾ ലായനികളും വൈദ്യുത പ്രവാഹം മാത്രമല്ല, ലിക്വിഡ് അമോണിയ, ലിക്വിഡ് സൾഫർ ഡയോക്സൈഡ് അൻഹൈഡ്രൈഡ് മുതലായ മറ്റ് നിരവധി പദാർത്ഥങ്ങളുടെ പരിഹാരങ്ങളും കാണിക്കുന്നു. അൺഹൈഡ്രസ് മെറ്റൽ ഓക്സൈഡുകൾ (കാൽസ്യം ഓക്സൈഡ്, മഗ്നീഷ്യം ഓക്സൈഡ് മുതലായവ) പോലുള്ള സാധാരണ താപനിലയിൽ പല പദാർത്ഥങ്ങളും മിശ്രിതങ്ങളും മികച്ച ഇൻസുലേറ്ററുകളാണെന്നും താപനില കൂടുമ്പോൾ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ ചാലകങ്ങളാണെന്നും കണ്ടെത്തി. പ്രസിദ്ധമായ നേർൺസ്റ്റ് ഇൻകാൻഡസെൻ്റ് ലാമ്പ്, അതിൻ്റെ തത്വം മിടുക്കനായ യാബ്ലോച്ച്കോവ് കണ്ടെത്തി, ഈ വസ്തുതകളുടെ മികച്ച ചിത്രം നൽകുന്നു. ഓക്സൈഡുകളുടെ മിശ്രിതം - ഒരു നേർൺസ്റ്റ് വിളക്കിലെ ഒരു "ഇൻകാൻഡസെൻ്റ് ബോഡി", അത് സാധാരണ ഊഷ്മാവിൽ ചാലകമല്ല, 700 ഡിഗ്രിയിൽ മികച്ചതാകുന്നു, കൂടാതെ, ഒരു സോളിഡ് സ്റ്റേറ്റ് നിലനിർത്തുന്നു. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണംകണ്ടക്ടർ. അജൈവ രസതന്ത്രത്തിൽ പഠിച്ച ഏറ്റവും സങ്കീർണ്ണമായ പദാർത്ഥങ്ങൾ, ഉചിതമായ ലായകങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ മതിയായ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ, ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഗുണങ്ങൾ നേടിയെടുക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് അനുമാനിക്കാം, തീർച്ചയായും, ലോഹങ്ങളുടെയും അവയുടെ അലോയ്കളുടെയും ലോഹ ചാലകതയുള്ള സങ്കീർണ്ണ പദാർത്ഥങ്ങളുടെയും ഒഴികെ. തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ഇപ്പോൾ, ഉരുകിയ സിൽവർ അയഡൈഡിൻ്റെ ലോഹ ചാലകതയുടെ സൂചനകളും മറ്റും വേണ്ടത്ര സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടിട്ടില്ലെന്ന് കണക്കാക്കണം. കാർബൺ അടങ്ങിയ ഒട്ടുമിക്ക പദാർത്ഥങ്ങളെയും കുറിച്ച് മറ്റെന്തെങ്കിലും പറയേണ്ടതുണ്ട്, അതായത്, ഓർഗാനിക് കെമിസ്ട്രിയിൽ പഠിച്ചവ. ഹൈഡ്രോകാർബണുകളോ അവയുടെ മിശ്രിതങ്ങളോ (പാരഫിൻ, മണ്ണെണ്ണ, ഗ്യാസോലിൻ മുതലായവ) വൈദ്യുതധാരകൾ ഉണ്ടാക്കുന്ന ലായകങ്ങൾ ഉണ്ടാകാൻ സാധ്യതയില്ല. എന്നിരുന്നാലും, ഓർഗാനിക് കെമിസ്ട്രിയിൽ നമുക്ക് സാധാരണ ഇലക്‌ട്രോലൈറ്റുകളിൽ നിന്ന് സാധാരണ ഇലക്‌ട്രോലൈറ്റുകളിലേക്കുള്ള പടിപടിയായുള്ള പരിവർത്തനം ഉണ്ട്: ഓർഗാനിക് ആസിഡുകളിൽ നിന്ന് ആരംഭിച്ച് ഒരു നൈട്രോ ഗ്രൂപ്പ് അടങ്ങിയ ഫിനോളുകളിലേക്കും അത്തരം ഗ്രൂപ്പ് അടങ്ങിയിട്ടില്ലാത്ത ഫിനോളുകളിലേക്കും ആൽക്കഹോളുകളിലേക്കും ജലീയ ലായനികൾ കുറഞ്ഞ ഇൻസുലേറ്ററുകളിലേക്കും. വൈദ്യുത ഉത്തേജക ശക്തികളും , ഒടുവിൽ, ഹൈഡ്രോകാർബണുകളിലേക്കും - സാധാരണ ഇൻസുലേറ്ററുകൾ. പല ഓർഗാനിക്, ഭാഗികമായി ചില അജൈവ സംയുക്തങ്ങൾക്കും, താപനിലയിലെ വർദ്ധനവ് അവയെ ഇ. ആക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, കാരണം ഈ പദാർത്ഥങ്ങൾ താപത്തിൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്ന് നേരത്തെ വിഘടിക്കുന്നു.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് എന്താണെന്ന ചോദ്യം അത് പരിഹരിക്കാൻ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ സിദ്ധാന്തം കൊണ്ടുവരുന്നത് വരെ അനിശ്ചിതാവസ്ഥയിലായിരുന്നു.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് തന്മാത്രകളെ അയോണുകളായി വിഘടിപ്പിക്കുന്നതിനെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഡിസോസിയേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ അയോണൈസേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു റിവേഴ്സിബിൾ പ്രക്രിയയാണ്, അതായത്, ഒരു ലായനിയിൽ ഒരു സന്തുലിതാവസ്ഥ സംഭവിക്കാം, അതിൽ ധാരാളം ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് തന്മാത്രകൾ അയോണുകളായി വിഘടിക്കുന്നു, അതിനാൽ അവയിൽ പലതും അയോണുകളിൽ നിന്ന് വീണ്ടും രൂപം കൊള്ളുന്നു. .

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളെ അയോണുകളാക്കി വിഘടിപ്പിക്കുന്നതിനെ പൊതുവായ സമവാക്യം പ്രതിനിധീകരിക്കാം: , ഇവിടെ KmAn ഒരു അവിഭാജ്യ തന്മാത്രയാണ്, K z+ 1 എന്നത് z 1 പോസിറ്റീവ് ചാർജുകൾ വഹിക്കുന്ന ഒരു കാറ്റഷനാണ്, കൂടാതെ z- 2 എന്നത് z 2 നെഗറ്റീവ് ചാർജുകളുള്ള ഒരു അയോണാണ്, m, n. ഒരു ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് തന്മാത്രയുടെ വിഘടന സമയത്ത് രൂപംകൊണ്ട കാറ്റേഷനുകളുടെയും അയോണുകളുടെയും എണ്ണം. ഉദാഹരണത്തിന്, .
ഒരു ലായനിയിലെ പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് അയോണുകളുടെ എണ്ണം വ്യത്യസ്തമായിരിക്കാം, പക്ഷേ കാറ്റേഷനുകളുടെ മൊത്തം ചാർജ് എല്ലായ്പ്പോഴും അയോണുകളുടെ മൊത്തം ചാർജിന് തുല്യമാണ്, അതിനാൽ പരിഹാരം മൊത്തത്തിൽ വൈദ്യുതപരമായി നിഷ്പക്ഷമാണ്.
ലായനിയിലെ ഏത് സാന്ദ്രതയിലും ശക്തമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ഏതാണ്ട് പൂർണ്ണമായും അയോണുകളായി വിഘടിക്കുന്നു. ഇതിൽ ശക്തമായ ആസിഡുകൾ (കാണുക), ശക്തമായ അടിത്തറകൾ, മിക്കവാറും എല്ലാ ലവണങ്ങളും (കാണുക) എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ദുർബലമായ ആസിഡുകളും ബേസുകളും സബ്ലിമേറ്റ് HgCl 2 പോലുള്ള ചില ലവണങ്ങളും ഉൾപ്പെടുന്ന ദുർബല ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ഭാഗികമായി മാത്രമേ വിഘടിക്കുന്നുള്ളൂ; അവയുടെ വിഘടനത്തിൻ്റെ അളവ്, അതായത്, അയോണുകളായി വിഘടിച്ച തന്മാത്രകളുടെ അനുപാതം, പരിഹാരത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് വർദ്ധിക്കുന്നു.
ലായനികളിലെ അയോണുകളായി വിഘടിപ്പിക്കാനുള്ള ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുടെ കഴിവിൻ്റെ ഒരു അളവ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ കോൺസ്റ്റൻ്റ് (അയോണൈസേഷൻ കോൺസ്റ്റൻ്റ്), ഇതിന് തുല്യമാണ്.
ലായനിയിലെ അനുബന്ധ കണങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത ചതുര ബ്രാക്കറ്റുകളിൽ കാണിക്കുന്നു.

1. ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ

1.1 ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ. ഡിസോസിയേഷൻ ബിരുദം. ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് പവർ

ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്, ലവണങ്ങൾ, ആസിഡുകൾ, ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകൾ, വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്നു, പൂർണ്ണമായും ഭാഗികമായോ സ്വതന്ത്ര കണങ്ങളായി വിഘടിക്കുന്നു - അയോണുകൾ.

ധ്രുവീയ ലായക തന്മാത്രകളുടെ സ്വാധീനത്തിൽ പദാർത്ഥ തന്മാത്രകളെ അയോണുകളായി വിഘടിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ലായനികളിൽ അയോണുകളായി വിഘടിക്കുന്ന പദാർത്ഥങ്ങളെ വിളിക്കുന്നു ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ.തത്ഫലമായി, പരിഹാരം വൈദ്യുത പ്രവാഹം നടത്താനുള്ള കഴിവ് നേടുന്നു, കാരണം മൊബൈൽ ഇലക്ട്രിക് ചാർജ് കാരിയറുകൾ അതിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. ഈ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്, വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുമ്പോൾ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ പോസിറ്റീവും നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജും ഉള്ള അയോണുകളായി വിഘടിക്കുന്നു (വിഘടിക്കുന്നു). പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള അയോണുകളെ വിളിക്കുന്നു കാറ്റേഷനുകൾ; ഉദാഹരണത്തിന്, ഹൈഡ്രജൻ, ലോഹ അയോണുകൾ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള അയോണുകളെ വിളിക്കുന്നു അയോണുകൾ; അമ്ല അവശിഷ്ടങ്ങളുടെയും ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് അയോണുകളുടെയും അയോണുകൾ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

വിഘടിപ്പിക്കൽ പ്രക്രിയയെ അളവ്പരമായി ചിത്രീകരിക്കുന്നതിന്, ഡിസോസിയേഷൻ ബിരുദം എന്ന ആശയം അവതരിപ്പിച്ചു. ഒരു ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ (α) ഡിസോസിയേഷൻ്റെ അളവ് ഒരു നിശ്ചിത ലായനിയിൽ അയോണുകളായി വിഘടിച്ച തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണത്തിൻ്റെ അനുപാതമാണ് (എൻ ), ലായനിയിലെ തന്മാത്രകളുടെ ആകെ എണ്ണത്തിലേക്ക് ( N), അല്ലെങ്കിൽ

α = .

ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ്റെ അളവ് സാധാരണയായി ഒരു യൂണിറ്റിൻ്റെ ഭിന്നസംഖ്യകളിലോ ശതമാനത്തിലോ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു.

ഇടത്തരം, 0.03 (3%) - - ഇടത്തരം, കുറവ് (3%) - 0.03 (3%) മുതൽ 0.3 (30%) വരെ ഡിസോസിയേഷൻ ഒരു ബിരുദം, 0.3 (30%) അധികം ഡിസോസിയേഷൻ ബിരുദം ഉള്ള ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ സാധാരണയായി ശക്തമായ വിളിക്കുന്നു. അതിനാൽ, 0.1 M പരിഹാരത്തിനായി CH3COOH α = 0.013 (അല്ലെങ്കിൽ 1.3%). അതിനാൽ, അസറ്റിക് ആസിഡ് ഒരു ദുർബലമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റാണ്. ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ അലിഞ്ഞുചേർന്ന തന്മാത്രകളുടെ ഏത് ഭാഗമാണ് അയോണുകളായി വിഘടിച്ചതെന്ന് ഡിസോസിയേഷൻ്റെ അളവ് കാണിക്കുന്നു. ജലീയ ലായനികളിലെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഡിസോസിയേഷൻ്റെ അളവ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ സ്വഭാവം, അതിൻ്റെ സാന്ദ്രത, താപനില എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

അവയുടെ സ്വഭാവമനുസരിച്ച്, ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളെ രണ്ട് വലിയ ഗ്രൂപ്പുകളായി തിരിക്കാം: ശക്തവും ദുർബലവുമാണ്. ശക്തമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾഏതാണ്ട് പൂർണ്ണമായും വേർപെടുത്തുക (α = 1).

ശക്തമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

1) ആസിഡുകൾ (H 2 SO 4, HCl, HNO 3, HBr, HI, HClO 4, H M nO 4);

2) ബേസുകൾ - പ്രധാന ഉപഗ്രൂപ്പിൻ്റെ (ആൽക്കലി) ആദ്യ ഗ്രൂപ്പിൻ്റെ ലോഹ ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകൾ - LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH , അതുപോലെ ആൽക്കലൈൻ എർത്ത് ലോഹങ്ങളുടെ ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകൾ - Ba (OH) 2, Ca (OH) 2, Sr (OH) 2;.

3) വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന ലവണങ്ങൾ (ലയിക്കുന്ന പട്ടിക കാണുക).

ദുർബലമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ വളരെ ചെറിയ അളവിൽ അയോണുകളായി വിഘടിപ്പിക്കുക; ദുർബലമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾക്ക്, അൺസോസിയേറ്റഡ് തന്മാത്രകൾക്കും അയോണുകൾക്കുമിടയിൽ ഒരു സന്തുലിതാവസ്ഥ സ്ഥാപിക്കപ്പെടുന്നു.

ദുർബലമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു:

1) അജൈവ ആസിഡുകൾ ( H 2 CO 3, H 2 S, HNO 2, H 2 SO 3, HCN, H 3 PO 4, H 2 SiO 3, HCNS, HClO മുതലായവ);

2) വെള്ളം (H 2 O);

3) അമോണിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ( NH 4 OH);

4) മിക്ക ഓർഗാനിക് ആസിഡുകളും

(ഉദാഹരണത്തിന്, അസറ്റിക് CH 3 COOH, ഫോർമിക് HCOOH);

5) ലയിക്കാത്തതും ചെറുതായി ലയിക്കുന്നതുമായ ലവണങ്ങളും ചില ലോഹങ്ങളുടെ ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകളും (ലയിക്കുന്ന പട്ടിക കാണുക).

പ്രക്രിയ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻരാസ സമവാക്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ചിത്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡിൻ്റെ വിഘടനം (HCഎൽ ) ഇങ്ങനെ എഴുതിയിരിക്കുന്നു:

HCl → H + + Cl – .

ലോഹ കാറ്റേഷനുകളും ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് അയോണുകളും രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് അടിത്തറകൾ വിഘടിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, KOH ൻ്റെ വിഘടനം

KOH → K + + OH – .

പോളിബേസിക് ആസിഡുകളും പോളിവാലൻ്റ് ലോഹങ്ങളുടെ അടിത്തറയും ഘട്ടം ഘട്ടമായി വിഘടിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്,

H 2 CO 3 H + + HCO 3 – ,

HCO 3 - H + + CO 3 2- .

ആദ്യ സന്തുലിതാവസ്ഥ - ആദ്യ ഘട്ടം അനുസരിച്ച് വിഘടിപ്പിക്കൽ - സ്ഥിരാങ്കത്തിൻ്റെ സവിശേഷതയാണ്

.

രണ്ടാം ഘട്ട വിഘടനത്തിന്:

.

കാർബോണിക് ആസിഡിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ, ഡിസോസിയേഷൻ സ്ഥിരാങ്കങ്ങൾക്ക് ഇനിപ്പറയുന്ന മൂല്യങ്ങളുണ്ട്: കെ I = 4.3× 10 -7, കെ II = 5.6 × 10-11. എല്ലായ്‌പ്പോഴും സ്റ്റെപ്പ്വൈസ് ഡിസോസിയേഷനായി കെ I> കെ II > കെ III >... , കാരണം ഒരു ന്യൂട്രൽ തന്മാത്രയിൽ നിന്ന് വേർപെടുത്തുമ്പോൾ അയോണിനെ വേർതിരിക്കുന്നതിന് ചെലവഴിക്കേണ്ട ഊർജ്ജം വളരെ കുറവാണ്.

വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന ശരാശരി (സാധാരണ) ലവണങ്ങൾ, ആസിഡ് അവശിഷ്ടത്തിൻ്റെ പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള ലോഹ അയോണുകളും നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള അയോണുകളും രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് വിഘടിക്കുന്നു.

Ca(NO 3) 2 → Ca 2+ + 2NO 3 –

Al 2 (SO 4) 3 → 2Al 3+ +3SO 4 2–.

ആസിഡ് ലവണങ്ങൾ (ഹൈഡ്രോസാൾട്ടുകൾ) അയോണിലെ ഹൈഡ്രജൻ അടങ്ങിയ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളാണ്, അവ ഹൈഡ്രജൻ അയോൺ H + രൂപത്തിൽ വിഭജിക്കാം. എല്ലാ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളും ഒരു ലോഹത്താൽ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാത്ത പോളിബേസിക് ആസിഡുകളിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്ന ഒരു ഉൽപ്പന്നമായി ആസിഡ് ലവണങ്ങൾ കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ആസിഡ് ലവണങ്ങളുടെ വിഘടനം ഘട്ടങ്ങളിൽ സംഭവിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്:

KHCO 3 → K + + HCO 3 – (ആദ്യ ഘട്ടം)

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ഉരുകുകയോ ലായനികൾ വൈദ്യുത പ്രവാഹം നടത്തുകയോ ചെയ്യുന്ന പദാർത്ഥങ്ങളാണ്. ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിൽ ആസിഡുകളും ബേസുകളും മിക്ക ലവണങ്ങളും ഉൾപ്പെടുന്നു.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഡിസോസിയേഷൻ

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിൽ അയോണിക് അല്ലെങ്കിൽ ഉയർന്ന ധ്രുവീയ കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടുകളുള്ള പദാർത്ഥങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. ആദ്യത്തേത് അലിഞ്ഞുപോയതോ ഉരുകിയതോ ആയ അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറ്റപ്പെടുന്നതിന് മുമ്പുതന്നെ അയോണുകളുടെ രൂപത്തിൽ നിലവിലുണ്ട്. ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിൽ ലവണങ്ങൾ, ബേസുകൾ, ആസിഡുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

അരി. 1. ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളും നോൺ-ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം പട്ടികപ്പെടുത്തുക.

ശക്തവും ദുർബലവുമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ഉണ്ട്. ശക്തമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ, വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുമ്പോൾ, പൂർണ്ണമായും അയോണുകളായി വിഘടിക്കുന്നു. ഇവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു: മിക്കവാറും എല്ലാ ലയിക്കുന്ന ലവണങ്ങളും, ധാരാളം അജൈവ ആസിഡുകളും (ഉദാഹരണത്തിന്, H 2 SO 4, HNO 3, HCl), ആൽക്കലി ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകൾ, ആൽക്കലൈൻ എർത്ത് ലോഹങ്ങൾ. ദുർബലമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ, വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുമ്പോൾ, അയോണുകളായി ചെറുതായി വിഘടിക്കുന്നു. മിക്കവാറും എല്ലാ ഓർഗാനിക് അമ്ലങ്ങളും, ചില അജൈവ ആസിഡുകളും (ഉദാഹരണത്തിന്, H 2 CO 3), ധാരാളം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകളും (ക്ഷാരത്തിൻ്റെയും ആൽക്കലൈൻ എർത്ത് ലോഹങ്ങളുടെയും ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകൾ ഒഴികെ) ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

അരി. 2. ശക്തവും ദുർബലവുമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുടെ പട്ടിക.

വെള്ളം ഒരു ദുർബല ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് കൂടിയാണ്.

മറ്റ് രാസപ്രവർത്തനങ്ങളെപ്പോലെ, ലായനികളിലെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ ഡിസോസിയേഷൻ സമവാക്യങ്ങളുടെ രൂപത്തിലാണ് എഴുതിയിരിക്കുന്നത്. അതേ സമയം, ശക്തമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾക്ക് ഈ പ്രക്രിയ മാറ്റാനാവാത്തതും, ഇടത്തരം ശക്തിയും ദുർബലവുമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾക്ക് - ഒരു റിവേഴ്സിബിൾ പ്രക്രിയയായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

ആസിഡുകൾ- ഇവ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളാണ്, ജലീയ ലായനികളിൽ ഇവയുടെ വിഘടനം ഹൈഡ്രജൻ അയോണുകൾ കാറ്റേഷനുകളായി രൂപപ്പെടുമ്പോൾ സംഭവിക്കുന്നു. പോളിബേസിക് ആസിഡുകൾ ഘട്ടം ഘട്ടമായി വിഘടിക്കുന്നു. അസിഡിറ്റി അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന അയോണുകൾ ദുർബലമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളാണ് എന്നതിനാൽ, തുടർന്നുള്ള ഓരോ ഘട്ടവും കൂടുതൽ പ്രയാസത്തോടെയാണ് മുന്നോട്ട് പോകുന്നത്.

മൈതാനങ്ങൾ- ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് അയോൺ OH- ഒരു അയോണായി രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ജലീയ ലായനിയിൽ വിഘടിപ്പിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ. ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് അയോണിൻ്റെ രൂപീകരണം ബേസുകളുടെ ഒരു പൊതു സവിശേഷതയാണ്, കൂടാതെ ശക്തമായ അടിത്തറകളുടെ പൊതുവായ ഗുണങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നു: ക്ഷാര സ്വഭാവം, കയ്പേറിയ രുചി, സ്പർശനത്തോടുള്ള സോപ്പ്, ഒരു സൂചകത്തോടുള്ള പ്രതികരണം, ആസിഡുകളുടെ നിർവീര്യമാക്കൽ മുതലായവ.

ആൽക്കലിസ്, ചെറുതായി ലയിക്കുന്നവ പോലും (ഉദാഹരണത്തിന്, ബേരിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് Ba(OH) 2) പൂർണ്ണമായും വിഘടിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്:

Ba(OH) 2 =Ba 2 +2OH-

ലവണങ്ങൾഒരു ലോഹ കാറ്റേഷനും ആസിഡ് അവശിഷ്ടവും രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ജലീയ ലായനിയിൽ വിഘടിപ്പിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളാണ്. ലവണങ്ങൾ ഘട്ടം ഘട്ടമായി വിഘടിക്കുന്നില്ല, പക്ഷേ പൂർണ്ണമായും:

Сa(NO 3) 2 =Ca 2 + +2NO 3 –

ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ സിദ്ധാന്തം

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ- ലായനികളിൽ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിന് വിധേയമാകുന്ന പദാർത്ഥങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ ഉരുകുകയും അയോണുകളുടെ ചലനം കാരണം വൈദ്യുത പ്രവാഹം നടത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

ജലത്തിൽ ലയിക്കുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ അയോണുകളായി തകരുന്നതാണ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ.

ആധുനിക ധാരണയിലെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ സിദ്ധാന്തം (എസ്. അറേനിയസ്, 1887) ഇനിപ്പറയുന്ന വ്യവസ്ഥകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു:

• വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുമ്പോൾ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ അയോണുകളായി വിഘടിക്കുന്നു (വിഘടിക്കുന്നു) - പോസിറ്റീവ് (കാറ്റേഷനുകൾ), നെഗറ്റീവ് (അയോണുകൾ). അയോണിക് ബോണ്ടുകൾ (ലവണങ്ങൾ, ക്ഷാരങ്ങൾ) ഉള്ള സംയുക്തങ്ങൾക്ക് അയോണൈസേഷൻ ഏറ്റവും എളുപ്പത്തിൽ സംഭവിക്കുന്നു, ഇത് അലിഞ്ഞുപോകുമ്പോൾ (ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിൻ്റെ നാശത്തിൻ്റെ എൻഡോതെർമിക് പ്രക്രിയ), ജലാംശം അയോണുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.

അരി. 3. ഉപ്പിൻ്റെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ പദ്ധതി.

അയോൺ ഹൈഡ്രേഷൻ ഒരു എക്സോതെർമിക് പ്രക്രിയയാണ്. ഊർജ്ജ ചെലവുകളുടെയും നേട്ടങ്ങളുടെയും അനുപാതം ഒരു ലായനിയിൽ അയോണൈസേഷൻ സാധ്യത നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ധ്രുവീയ കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടുള്ള ഒരു പദാർത്ഥം (ഉദാഹരണത്തിന്, ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡ് HCl) ലയിക്കുമ്പോൾ, ജല ദ്വിധ്രുവങ്ങൾ അലിഞ്ഞുപോയ തന്മാത്രയുടെ അനുബന്ധ ധ്രുവങ്ങളിൽ ഓറിയൻ്റഡ് ചെയ്യപ്പെടുകയും ബോണ്ടിനെ ധ്രുവീകരിക്കുകയും അതിനെ ഒരു അയോണിക് ഒന്നാക്കി മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു, തുടർന്ന് അയോണുകളുടെ ജലാംശം. . ഈ പ്രക്രിയ പഴയപടിയാക്കാവുന്നതും പൂർണ്ണമായോ ഭാഗികമായോ സംഭവിക്കാം.

• ഹൈഡ്രേറ്റഡ് അയോണുകൾ സ്ഥിരതയുള്ളതും ലായനിയിൽ ക്രമരഹിതമായി നീങ്ങുന്നതുമാണ്. ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിൻ്റെ സ്വാധീനത്തിൽ, ചലനം ദിശാസൂചനയായി മാറുന്നു: കാറ്റേഷനുകൾ നെഗറ്റീവ് ബെൽറ്റിലേക്ക് (കാഥോഡ്) നീങ്ങുന്നു, അയോണുകൾ പോസിറ്റീവ് ബെൽറ്റിലേക്ക് (ആനോഡ്) നീങ്ങുന്നു.
• ഡിസോസിയേഷൻ (അയോണൈസേഷൻ) ഒരു വിപരീത പ്രക്രിയയാണ്. അയോണൈസേഷൻ്റെ സമ്പൂർണ്ണത ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ സ്വഭാവത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു (ആൽക്കലി ലവണങ്ങൾ ഏതാണ്ട് പൂർണ്ണമായും വിഘടിക്കുന്നു), അതിൻ്റെ ഏകാഗ്രത (ഏകാഗ്രത കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, അയോണൈസേഷൻ കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാകുന്നു), താപനില (താപനില വർദ്ധിക്കുന്നത് വിഘടനത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു), ലായകത്തിൻ്റെ സ്വഭാവം (അയോണൈസേഷൻ മാത്രം സംഭവിക്കുന്നു. ഒരു ധ്രുവീയ ലായകത്തിൽ, പ്രത്യേകിച്ച്, വെള്ളം).

വൈദ്യുത പ്രവാഹം കടന്നുപോകാൻ അനുവദിക്കുന്ന അയോണുകളുടെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രത അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന പരിഹാരങ്ങളാണ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ. ചട്ടം പോലെ, ഇവ ലവണങ്ങൾ, ആസിഡുകൾ, ക്ഷാരങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ജലീയ പരിഹാരങ്ങളാണ്.

മനുഷ്യൻ്റെയും മൃഗങ്ങളുടെയും ശരീരത്തിൽ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു: ഉദാഹരണത്തിന്, ഇരുമ്പ് അയോണുകളുള്ള രക്ത ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ടിഷ്യൂകളിലേക്ക് ഓക്സിജൻ എത്തിക്കുന്നു; പൊട്ടാസ്യം, സോഡിയം അയോണുകൾ അടങ്ങിയ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ശരീരത്തിലെ ജല-ഉപ്പ് ബാലൻസ്, കുടൽ, ഹൃദയം എന്നിവയുടെ പ്രവർത്തനത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു.

പ്രോപ്പർട്ടികൾ

ശുദ്ധജലം, അൺഹൈഡ്രസ് ലവണങ്ങൾ, ആസിഡുകൾ, ക്ഷാരങ്ങൾ എന്നിവ വൈദ്യുത പ്രവാഹം നടത്തുന്നില്ല. ലായനികളിൽ, പദാർത്ഥങ്ങൾ അയോണുകളായി വിഘടിക്കുകയും വൈദ്യുതധാര നടത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. അതുകൊണ്ടാണ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളെ രണ്ടാം ഓർഡർ കണ്ടക്ടറുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നത് (ലോഹങ്ങൾക്ക് വിരുദ്ധമായി). ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ഉരുകുകയും ചില പരലുകൾ, പ്രത്യേകിച്ച് സിർക്കോണിയം ഡയോക്സൈഡ്, സിൽവർ അയഡൈഡ് എന്നിവയും ആകാം.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുടെ പ്രധാന സ്വത്ത് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷനുള്ള കഴിവാണ്, അതായത്, ജലത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകളുമായി (അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് ലായകങ്ങൾ) ചാർജ്ജ് ചെയ്ത അയോണുകളിലേക്ക് ഇടപഴകുമ്പോൾ തന്മാത്രകളുടെ വിഘടനം.

ലായനിയിൽ രൂപപ്പെടുന്ന അയോണുകളുടെ തരത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിനെ ആൽക്കലൈൻ (വൈദ്യുത ചാലകത ലോഹ അയോണുകളും OH-), ഉപ്പുവെള്ളവും അമ്ലവും (H+ അയോണുകളും ആസിഡ് ബേസ് അവശിഷ്ടങ്ങളും ഉള്ളത്) ആയി വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഒരു ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ വിഘടിപ്പിക്കാനുള്ള കഴിവിനെ അളവ്പരമായി ചിത്രീകരിക്കുന്നതിന്, "ഡിഗ്രി ഓഫ് ഡിസോസിയേഷൻ" പാരാമീറ്റർ അവതരിപ്പിച്ചു. ഈ മൂല്യം ശോഷണത്തിന് വിധേയമായ തന്മാത്രകളുടെ ശതമാനത്തെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു. ഇത് ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു:
പദാർത്ഥം തന്നെ;
ലായക;
പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത;
താപനില.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളെ ശക്തവും ദുർബലവുമായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. റീജൻ്റ് നന്നായി ലയിക്കുന്നു (അയോണുകളായി വിഘടിക്കുന്നു), ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ശക്തമാണ്, അത് വൈദ്യുത പ്രവാഹം നടത്തുന്നു. ശക്തമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിൽ ആൽക്കലിസ്, ശക്തമായ ആസിഡുകൾ, ലയിക്കുന്ന ലവണങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ബാറ്ററികളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾക്ക്, സാന്ദ്രത പോലുള്ള ഒരു പരാമീറ്റർ വളരെ പ്രധാനമാണ്. ബാറ്ററിയുടെ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളും അതിൻ്റെ ശേഷിയും സേവന ജീവിതവും അതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രോമീറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് സാന്ദ്രത നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുമായി പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ മുൻകരുതലുകൾ

ഏറ്റവും പ്രചാരമുള്ള ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ സാന്ദ്രീകൃത സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡിൻ്റെയും ആൽക്കലിയുടെയും ഒരു പരിഹാരമാണ് - മിക്കപ്പോഴും പൊട്ടാസ്യം, സോഡിയം, ലിഥിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകൾ. അവയെല്ലാം ചർമ്മത്തിനും കഫം ചർമ്മത്തിനും കെമിക്കൽ പൊള്ളൽ ഉണ്ടാക്കുന്നു, കൂടാതെ കണ്ണുകൾക്ക് വളരെ അപകടകരമായ പൊള്ളലും ഉണ്ടാക്കുന്നു. അതുകൊണ്ടാണ് അത്തരം ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുമായുള്ള എല്ലാ ജോലികളും പ്രത്യേകം, നന്നായി വായുസഞ്ചാരമുള്ള മുറിയിൽ, സംരക്ഷണ ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ചെയ്യണം: വസ്ത്രങ്ങൾ, മാസ്കുകൾ, കണ്ണടകൾ, റബ്ബർ കയ്യുറകൾ.
ഒരു കൂട്ടം ന്യൂട്രലൈസിംഗ് ഏജൻ്റുകളുള്ള ഒരു പ്രഥമശുശ്രൂഷ കിറ്റും ഒരു വാട്ടർ ടാപ്പും ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ജോലി ചെയ്യുന്ന മുറിക്ക് സമീപം സൂക്ഷിക്കണം.
ആസിഡ് പൊള്ളലുകൾ സോഡയുടെ ഒരു ലായനി ഉപയോഗിച്ച് നിർവീര്യമാക്കുന്നു (1 കപ്പ് വെള്ളത്തിന് 1 ടീസ്പൂൺ).
ആൽക്കലി പൊള്ളൽ ബോറിക് ആസിഡിൻ്റെ (1 കപ്പ് വെള്ളത്തിന് 1 ടീസ്പൂൺ) ഒരു ലായനി ഉപയോഗിച്ച് നിർവീര്യമാക്കുന്നു.
കണ്ണുകൾ കഴുകാൻ, നിർവീര്യമാക്കുന്ന പരിഹാരങ്ങൾ ഇരട്ടി ദുർബലമായിരിക്കണം.
കേടായ ചർമ്മ പ്രദേശങ്ങൾ ആദ്യം ഒരു ന്യൂട്രലൈസർ ഉപയോഗിച്ച് കഴുകുന്നു, തുടർന്ന് സോപ്പും വെള്ളവും ഉപയോഗിച്ച്.
ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ചിതറിച്ചാൽ, അത് മാത്രമാവില്ല ഉപയോഗിച്ച് ശേഖരിക്കും, തുടർന്ന് ഒരു ന്യൂട്രലൈസർ ഉപയോഗിച്ച് കഴുകി ഉണക്കി തുടച്ചു.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റിനൊപ്പം പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, നിങ്ങൾ ചെയ്യണം എല്ലാ സുരക്ഷാ ആവശ്യകതകളും. ഉദാഹരണത്തിന്, ആസിഡ് വെള്ളത്തിൽ ഒഴിക്കുന്നു (തിരിച്ചും അല്ല!) സ്വമേധയാ അല്ല, ഉപകരണങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെ. ഖര ആൽക്കലിയുടെ കഷണങ്ങൾ നിങ്ങളുടെ കൈകൾ കൊണ്ടല്ല, മറിച്ച് ടങ്ങുകൾ അല്ലെങ്കിൽ തവികൾ ഉപയോഗിച്ച് വെള്ളത്തിലേക്ക് താഴ്ത്തുന്നു. വ്യത്യസ്ത തരം ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുള്ള ബാറ്ററികൾ ഉപയോഗിച്ച് നിങ്ങൾക്ക് ഒരേ മുറിയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയില്ല, അവ ഒരുമിച്ച് സൂക്ഷിക്കുന്നതും നിരോധിച്ചിരിക്കുന്നു.

ചില ജോലികൾക്ക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് "തിളപ്പിക്കൽ" ആവശ്യമാണ്. ഇത് തീപിടിക്കുന്നതും സ്ഫോടനാത്മകവുമായ വാതകമായ ഹൈഡ്രജൻ പുറത്തുവിടുന്നു. അത്തരം പരിസരങ്ങളിൽ, സ്ഫോടനം-പ്രൂഫ് ഇലക്ട്രിക്കൽ വയറിങ്ങും ഇലക്ട്രിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളും ഉപയോഗിക്കണം, പുകവലി, തുറന്ന തീജ്വാലകളുള്ള ഏത് ജോലിയും നിരോധിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ പ്ലാസ്റ്റിക് പാത്രങ്ങളിൽ സൂക്ഷിക്കുക. ഗ്ലാസ്, സെറാമിക്, പോർസലൈൻ വിഭവങ്ങൾ, ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവ ജോലിക്ക് അനുയോജ്യമാണ്.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ തരങ്ങളെയും ഉപയോഗങ്ങളെയും കുറിച്ച് അടുത്ത ലേഖനത്തിൽ ഞങ്ങൾ നിങ്ങളോട് കൂടുതൽ പറയും.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ഒരു രാസ പദാർത്ഥമായി പുരാതന കാലം മുതൽ അറിയപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, താരതമ്യേന അടുത്തിടെ അവർ തങ്ങളുടെ ആപ്ലിക്കേഷൻ്റെ മിക്ക മേഖലകളും കീഴടക്കി. ഈ പദാർത്ഥങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള വ്യവസായത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന മുൻഗണനാ മേഖലകൾ ഞങ്ങൾ ചർച്ചചെയ്യുകയും രണ്ടാമത്തേത് എന്താണെന്നും അവ പരസ്പരം എങ്ങനെ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്നും കണ്ടെത്തും. എന്നാൽ ചരിത്രത്തിലേക്കുള്ള ഒരു ഉല്ലാസയാത്രയിൽ നിന്ന് നമുക്ക് ആരംഭിക്കാം.

കഥ

പുരാതന ലോകത്ത് കണ്ടെത്തിയ ലവണങ്ങളും ആസിഡുകളുമാണ് അറിയപ്പെടുന്ന ഏറ്റവും പഴയ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ. എന്നിരുന്നാലും, ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുടെ ഘടനയെയും ഗുണങ്ങളെയും കുറിച്ചുള്ള ആശയങ്ങൾ കാലക്രമേണ വികസിച്ചു. ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുടെ ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള സിദ്ധാന്തങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് നിരവധി കണ്ടെത്തലുകൾ നടത്തിയ 1880 മുതൽ ഈ പ്രക്രിയകളുടെ സിദ്ധാന്തങ്ങൾ വികസിച്ചു. ജലവുമായുള്ള ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ സംവിധാനങ്ങൾ വിവരിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തങ്ങളിൽ നിരവധി ഗുണപരമായ കുതിച്ചുചാട്ടങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു (എല്ലാത്തിനുമുപരി, പരിഹാരത്തിൽ മാത്രമേ അവ വ്യവസായത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഗുണങ്ങൾ നേടൂ).

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളെക്കുറിച്ചും അവയുടെ ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ചും ഉള്ള ആശയങ്ങളുടെ വികാസത്തിൽ ഏറ്റവും വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തിയ നിരവധി സിദ്ധാന്തങ്ങൾ ഞങ്ങൾ ഇപ്പോൾ വിശദമായി പരിശോധിക്കും. നമ്മൾ ഓരോരുത്തരും സ്കൂളിൽ കടന്നുപോയ ഏറ്റവും സാധാരണവും ലളിതവുമായ സിദ്ധാന്തത്തിൽ നിന്ന് ആരംഭിക്കാം.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ്റെ അരീനിയസ് സിദ്ധാന്തം

1887-ൽ സ്വീഡിഷ് രസതന്ത്രജ്ഞനും വിൽഹെം ഓസ്റ്റ്വാൾഡും ചേർന്ന് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ സിദ്ധാന്തം സൃഷ്ടിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, ഇവിടെയും ഇത് അത്ര ലളിതമല്ല. പരിഹാരങ്ങളുടെ ഭൗതിക സിദ്ധാന്തം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവയുടെ വക്താവായിരുന്നു അർഹേനിയസ്, അത് ജലവുമായുള്ള ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഘടകങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം കണക്കിലെടുക്കാതെ ലായനിയിൽ സ്വതന്ത്ര ചാർജ്ജ് കണങ്ങൾ (അയോണുകൾ) ഉണ്ടെന്ന് വാദിച്ചു. വഴിയിൽ, ഇന്ന് സ്കൂളിൽ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ വിഘടനം പരിഗണിക്കുന്നത് ഈ സ്ഥാനത്ത് നിന്നാണ്.

ഈ സിദ്ധാന്തം എന്താണ് നൽകുന്നതെന്നും ജലവുമായുള്ള പദാർത്ഥങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ സംവിധാനം ഇത് എങ്ങനെ വിശദീകരിക്കുന്നുവെന്നും നമുക്ക് സംസാരിക്കാം. മറ്റേതൊരു പോലെ, അവൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന നിരവധി പോസ്റ്റുലേറ്റുകൾ ഉണ്ട്:

1. ജലവുമായി ഇടപഴകുമ്പോൾ, പദാർത്ഥം അയോണുകളായി വിഘടിക്കുന്നു (പോസിറ്റീവ് - കാറ്റേഷൻ, നെഗറ്റീവ് - അയോൺ). ഈ കണങ്ങൾ ജലാംശത്തിന് വിധേയമാകുന്നു: അവ ജല തന്മാത്രകളെ ആകർഷിക്കുന്നു, അവ ഒരു വശത്ത് പോസിറ്റീവും മറുവശത്ത് നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജും ചെയ്യുന്നു (ഒരു ദ്വിധ്രുവം രൂപപ്പെടുന്നു), അതിൻ്റെ ഫലമായി അവ അക്വാ കോംപ്ലക്സുകളായി (സോൾവേറ്റുകൾ) രൂപം കൊള്ളുന്നു.

2. ഡിസോസിയേഷൻ പ്രക്രിയ പഴയപടിയാക്കാവുന്നതാണ് - അതായത്, ഒരു പദാർത്ഥം അയോണുകളായി വിഘടിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, ഏതെങ്കിലും ഘടകങ്ങളുടെ സ്വാധീനത്തിൽ അത് വീണ്ടും അതിൻ്റെ യഥാർത്ഥ രൂപത്തിലേക്ക് മാറും.

3. നിങ്ങൾ ലായനിയിലേക്ക് ഇലക്ട്രോഡുകൾ ബന്ധിപ്പിച്ച് കറൻ്റ് ഓണാക്കുകയാണെങ്കിൽ, കാറ്റേഷനുകൾ നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിലേക്ക് നീങ്ങാൻ തുടങ്ങും - കാഥോഡ്, അയോണുകൾ പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള ഒന്നിലേക്ക് - ആനോഡ്. അതുകൊണ്ടാണ് വെള്ളത്തിൽ വളരെ ലയിക്കുന്ന പദാർത്ഥങ്ങൾ വെള്ളത്തേക്കാൾ നന്നായി വൈദ്യുത പ്രവാഹം നടത്തുന്നത്. അതേ കാരണത്താൽ അവയെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

4. ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് പിരിച്ചുവിടലിന് വിധേയമായ ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ശതമാനത്തെ ചിത്രീകരിക്കുന്നു. ഈ സൂചകം ലായകത്തിൻ്റെ ഗുണങ്ങളെയും അലിഞ്ഞുപോയ പദാർത്ഥത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, രണ്ടാമത്തേതിൻ്റെ സാന്ദ്രതയെയും ബാഹ്യ താപനിലയെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

വാസ്തവത്തിൽ, ഈ ലളിതമായ സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ എല്ലാ പ്രധാന പോസ്റ്റുലേറ്റുകളും ഇവിടെയുണ്ട്. ഒരു ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ലായനിയിൽ എന്താണ് സംഭവിക്കുന്നതെന്ന് വിവരിക്കാൻ ഈ ലേഖനത്തിൽ ഞങ്ങൾ അവ ഉപയോഗിക്കും. ഈ കണക്ഷനുകളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ ഞങ്ങൾ കുറച്ച് കഴിഞ്ഞ് നോക്കും, എന്നാൽ ഇപ്പോൾ നമുക്ക് മറ്റൊരു സിദ്ധാന്തം നോക്കാം.

ആസിഡുകളുടെയും ബേസുകളുടെയും ലൂയിസ് സിദ്ധാന്തം

ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഡിസോസിയേഷൻ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്, ഒരു ഹൈഡ്രജൻ കാറ്റേഷൻ ഉള്ള ലായനിയിലെ ഒരു പദാർത്ഥമാണ് ആസിഡ്, കൂടാതെ ഒരു ബേസ് എന്നത് ലായനിയിൽ ഒരു ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് അയോണായി വിഘടിക്കുന്ന സംയുക്തമാണ്. പ്രശസ്ത രസതന്ത്രജ്ഞനായ ഗിൽബർട്ട് ലൂയിസിൻ്റെ പേരിൽ മറ്റൊരു സിദ്ധാന്തമുണ്ട്. ആസിഡും ബേസും എന്ന ആശയം ഒരു പരിധിവരെ വികസിപ്പിക്കാൻ ഇത് ഞങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. ലൂയിസിൻ്റെ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്, സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോൺ പരിക്രമണങ്ങളുള്ളതും മറ്റൊരു തന്മാത്രയിൽ നിന്ന് ഒരു ഇലക്ട്രോണിനെ സ്വീകരിക്കാൻ കഴിവുള്ളതുമായ ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകളാണ് ആസിഡുകൾ. ആസിഡിൻ്റെ "ഉപയോഗത്തിന്" ഒന്നോ അതിലധികമോ ഇലക്ട്രോണുകൾ സംഭാവന ചെയ്യാൻ കഴിവുള്ള കണികകളായിരിക്കും ബേസുകൾ എന്ന് ഊഹിക്കാൻ എളുപ്പമാണ്. ഇവിടെ വളരെ രസകരമായ ഒരു കാര്യം, ഒരു ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് മാത്രമല്ല, വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കാത്ത ഏത് പദാർത്ഥവും ഒരു ആസിഡോ ബേസോ ആകാം.

ബ്രെൻഡ്‌സ്റ്റഡ്-ലോറി പ്രോട്ടോലൈറ്റിക് സിദ്ധാന്തം

1923-ൽ, പരസ്പരം സ്വതന്ത്രമായി, രണ്ട് ശാസ്ത്രജ്ഞർ - ജെ. ബ്രോൺസ്റ്റഡ്, ടി. ലോറി - ഒരു സിദ്ധാന്തം നിർദ്ദേശിച്ചു, അത് ഇപ്പോൾ ശാസ്ത്രജ്ഞർ രാസപ്രക്രിയകളെ വിവരിക്കാൻ സജീവമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ സാരാംശം, ഡിസോസിയേഷൻ്റെ അർത്ഥം ഒരു ആസിഡിൽ നിന്ന് ഒരു ബേസിലേക്ക് പ്രോട്ടോണിനെ മാറ്റുന്നതിലേക്ക് വരുന്നു എന്നതാണ്. അങ്ങനെ, രണ്ടാമത്തേത് ഇവിടെ ഒരു പ്രോട്ടോൺ സ്വീകർത്താവായി മനസ്സിലാക്കപ്പെടുന്നു. അപ്പോൾ ആസിഡ് അവരുടെ ദാതാവാണ്. ആസിഡുകളുടെയും ബേസുകളുടെയും ഗുണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന പദാർത്ഥങ്ങളുടെ അസ്തിത്വവും സിദ്ധാന്തം നന്നായി വിശദീകരിക്കുന്നു. അത്തരം സംയുക്തങ്ങളെ ആംഫോട്ടെറിക് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ബ്രോൺസ്റ്റഡ്-ലോറി സിദ്ധാന്തത്തിൽ, ആംഫോലൈറ്റുകൾ എന്ന പദം അവയ്ക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതേസമയം ആസിഡുകളെയോ ബേസുകളെയോ സാധാരണയായി പ്രോട്ടോലൈറ്റുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഞങ്ങൾ ലേഖനത്തിൻ്റെ അടുത്ത ഭാഗത്തേക്ക് വരുന്നു. ശക്തവും ദുർബലവുമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ പരസ്പരം എങ്ങനെ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്നും അവയുടെ ഗുണങ്ങളിൽ ബാഹ്യ ഘടകങ്ങളുടെ സ്വാധീനം ചർച്ചചെയ്യുമെന്നും ഇവിടെ ഞങ്ങൾ നിങ്ങളോട് പറയും. തുടർന്ന് ഞങ്ങൾ അവരുടെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗം വിവരിക്കാൻ തുടങ്ങും.

ശക്തവും ദുർബലവുമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ

ഓരോ പദാർത്ഥവും വെള്ളവുമായി വ്യക്തിഗതമായി ഇടപഴകുന്നു. ചിലത് അതിൽ നന്നായി അലിഞ്ഞുചേരുന്നു (ഉദാഹരണത്തിന്, ടേബിൾ ഉപ്പ്), മറ്റുള്ളവ ഒട്ടും പിരിച്ചുവിടുന്നില്ല (ഉദാഹരണത്തിന്, ചോക്ക്). അങ്ങനെ, എല്ലാ പദാർത്ഥങ്ങളും ശക്തവും ദുർബലവുമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. രണ്ടാമത്തേത് വെള്ളവുമായി മോശമായി ഇടപഴകുകയും ലായനിയുടെ അടിയിൽ സ്ഥിരതാമസമാക്കുകയും ചെയ്യുന്ന പദാർത്ഥങ്ങളാണ്. ഇതിനർത്ഥം അവയ്ക്ക് വളരെ കുറഞ്ഞ അളവിലുള്ള വിഘടനവും ഉയർന്ന ബോണ്ട് ഊർജ്ജവും ഉണ്ടെന്നാണ്, ഇത് സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ തന്മാത്രയെ അതിൻ്റെ ഘടക അയോണുകളിലേക്ക് വിഘടിപ്പിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നില്ല. ദുർബലമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുടെ വിഘടനം വളരെ സാവധാനത്തിലോ അല്ലെങ്കിൽ ലായനിയിൽ ഈ പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ താപനിലയും സാന്ദ്രതയും വർദ്ധിക്കുന്നതോടെ സംഭവിക്കുന്നു.

നമുക്ക് ശക്തമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കാം. ഇതിൽ എല്ലാ ലയിക്കുന്ന ലവണങ്ങളും അതുപോലെ ശക്തമായ ആസിഡുകളും ക്ഷാരങ്ങളും ഉൾപ്പെടുന്നു. അവ എളുപ്പത്തിൽ അയോണുകളായി വിഘടിക്കുന്നു, അവ മഴയായി ശേഖരിക്കാൻ വളരെ പ്രയാസമാണ്. ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിലെ കറൻ്റ്, വഴിയിൽ, ലായനിയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന അയോണുകൾക്ക് കൃത്യമായി നന്ദി പറയുന്നു. അതിനാൽ, ശക്തമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ വൈദ്യുതധാരയെ മികച്ച രീതിയിൽ നടത്തുന്നു. രണ്ടാമത്തേതിൻ്റെ ഉദാഹരണങ്ങൾ: ശക്തമായ ആസിഡുകൾ, ക്ഷാരങ്ങൾ, ലയിക്കുന്ന ലവണങ്ങൾ.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുടെ സ്വഭാവത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ

ബാഹ്യ പരിതസ്ഥിതിയിലെ മാറ്റങ്ങൾ ഏകാഗ്രതയെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ വിഘടനത്തിൻ്റെ അളവിനെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നതെങ്ങനെയെന്ന് ഇപ്പോൾ നമുക്ക് നോക്കാം. മാത്രമല്ല, ഈ ബന്ധം ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി പ്രകടിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഈ ബന്ധത്തെ വിവരിക്കുന്ന നിയമത്തെ ഓസ്റ്റ്വാൾഡിൻ്റെ ഡൈല്യൂഷൻ നിയമം എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ എഴുതിയിരിക്കുന്നു: a = (K / c) 1/2. ഇവിടെ a എന്നത് ഡിസോസിയേഷൻ്റെ ഡിഗ്രിയാണ് ( ഭിന്നസംഖ്യകളിൽ എടുത്തത്), K എന്നത് ഡിസോസിയേഷൻ സ്ഥിരാങ്കമാണ്, ഓരോ പദാർത്ഥത്തിനും വ്യത്യസ്തമാണ്, c എന്നത് ലായനിയിലെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ സാന്ദ്രതയാണ്. ഈ സൂത്രവാക്യം ഉപയോഗിച്ച്, നിങ്ങൾക്ക് ഒരു പദാർത്ഥത്തെക്കുറിച്ചും പരിഹാരത്തിൽ അതിൻ്റെ സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ചും ധാരാളം പഠിക്കാൻ കഴിയും.

എന്നാൽ ഞങ്ങൾ വിഷയത്തിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിച്ചു. ഏകാഗ്രതയ്‌ക്ക് പുറമേ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ താപനിലയും ഡിസോസിയേഷൻ്റെ അളവ് ബാധിക്കുന്നു. മിക്ക പദാർത്ഥങ്ങൾക്കും, ഇത് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് ലയിക്കുന്നതും രാസ പ്രവർത്തനവും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഉയർന്ന താപനിലയിൽ മാത്രം ചില പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നത് കൃത്യമായി വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയുന്നത് ഇതാണ്. സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ, അവ വളരെ സാവധാനത്തിലോ അല്ലെങ്കിൽ രണ്ട് ദിശകളിലേക്കോ പോകുന്നു (ഈ പ്രക്രിയയെ റിവേഴ്സിബിൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു).

ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ലായനി പോലുള്ള ഒരു സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ സ്വഭാവം നിർണ്ണയിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ ഞങ്ങൾ വിശകലനം ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. ഇനി നമുക്ക് ഇവയുടെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗത്തിലേക്ക് പോകാം, സംശയമില്ലാതെ, വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട രാസവസ്തുക്കൾ.

വ്യാവസായിക ഉപയോഗം

തീർച്ചയായും, ബാറ്ററികളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് "ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്" എന്ന വാക്ക് എല്ലാവരും കേട്ടിട്ടുണ്ട്. കാർ ലെഡ്-ആസിഡ് ബാറ്ററികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഇതിൽ 40% സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡാണ്. എന്തുകൊണ്ടാണ് ഈ പദാർത്ഥം അവിടെ ആവശ്യമുള്ളതെന്ന് മനസിലാക്കാൻ, ബാറ്ററികളുടെ പ്രവർത്തന സവിശേഷതകൾ മനസ്സിലാക്കുന്നത് മൂല്യവത്താണ്.

അപ്പോൾ ഏത് ബാറ്ററിയുടെയും പ്രവർത്തന തത്വം എന്താണ്? ഒരു പദാർത്ഥത്തെ മറ്റൊന്നാക്കി മാറ്റുന്ന ഒരു റിവേഴ്സിബിൾ പ്രതികരണത്തിന് അവ വിധേയമാകുന്നു, അതിൻ്റെ ഫലമായി ഇലക്ട്രോണുകൾ പുറത്തുവരുന്നു. ഒരു ബാറ്ററി ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ, സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ സംഭവിക്കാത്ത പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഒരു ഇടപെടൽ സംഭവിക്കുന്നു. ഒരു രാസപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ ഫലമായി ഒരു പദാർത്ഥത്തിൽ വൈദ്യുതി അടിഞ്ഞുകൂടുന്നതായി ഇതിനെ കണക്കാക്കാം. ഡിസ്ചാർജ് സമയത്ത്, വിപരീത പരിവർത്തനം ആരംഭിക്കുന്നു, ഇത് സിസ്റ്റത്തെ പ്രാരംഭ അവസ്ഥയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഈ രണ്ട് പ്രക്രിയകളും ചേർന്ന് ഒരു ചാർജ്-ഡിസ്ചാർജ് സൈക്കിൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.

ഒരു പ്രത്യേക ഉദാഹരണം ഉപയോഗിച്ച് മുകളിലുള്ള പ്രക്രിയ നോക്കാം - ഒരു ലെഡ്-ആസിഡ് ബാറ്ററി. നിങ്ങൾ ഊഹിക്കുന്നതുപോലെ, ഈ നിലവിലെ ഉറവിടത്തിൽ ലെഡ് (അതുപോലെ ലെഡ് ഡയോക്സൈഡ് PbO 2), ആസിഡും അടങ്ങിയ ഒരു മൂലകം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഏത് ബാറ്ററിയിലും ഇലക്ട്രോഡുകളും അവയ്ക്കിടയിലുള്ള ഇടവും ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് കൊണ്ട് നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു. രണ്ടാമത്തേത് പോലെ, ഞങ്ങൾ ഇതിനകം കണ്ടെത്തിയതുപോലെ, ഞങ്ങളുടെ ഉദാഹരണത്തിൽ ഞങ്ങൾ 40 ശതമാനം സാന്ദ്രതയുള്ള സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. അത്തരമൊരു ബാറ്ററിയുടെ കാഥോഡ് ലെഡ് ഡയോക്സൈഡ് കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, കൂടാതെ ആനോഡിൽ ശുദ്ധമായ ലെഡ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ആസിഡ് വിഘടിച്ച അയോണുകളുടെ പങ്കാളിത്തത്തോടെ ഈ രണ്ട് ഇലക്‌ട്രോഡുകളിലും വ്യത്യസ്ത റിവേഴ്‌സിബിൾ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ നടക്കുന്നതിനാലാണിത്:

1. PbO 2 + SO 4 2- + 4H + + 2e - = PbSO 4 + 2H 2 O (നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിൽ സംഭവിക്കുന്ന പ്രതികരണം - കാഥോഡ്).
2. Pb + SO 4 2- - 2e - = PbSO 4 (പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിൽ സംഭവിക്കുന്ന പ്രതികരണം - ആനോഡ്).

നമ്മൾ പ്രതികരണങ്ങൾ ഇടത്തുനിന്ന് വലത്തോട്ട് വായിച്ചാൽ, ബാറ്ററി ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്ന പ്രക്രിയകൾ നമുക്ക് ലഭിക്കും, വലത്തുനിന്ന് ഇടത്തോട്ട്, ബാറ്ററി ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ സംഭവിക്കുന്ന പ്രക്രിയകൾ നമുക്ക് ലഭിക്കും. ഈ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ഓരോന്നിലും, ഈ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമാണ്, എന്നാൽ അവയുടെ സംഭവത്തിൻ്റെ സംവിധാനം സാധാരണയായി ഒരേ രീതിയിൽ വിവരിക്കുന്നു: രണ്ട് പ്രക്രിയകൾ സംഭവിക്കുന്നു, അവയിലൊന്നിൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ "ആഗിരണം" ചെയ്യുന്നു, മറ്റൊന്നിൽ, മറിച്ച്, " വിട്ടേക്കുക". ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം റിലീസ് ചെയ്ത ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണത്തിന് തുല്യമാണ് എന്നതാണ് ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട കാര്യം.

യഥാർത്ഥത്തിൽ, ബാറ്ററികൾ കൂടാതെ, ഈ പദാർത്ഥങ്ങൾക്ക് ധാരാളം ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഉണ്ട്. പൊതുവേ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ, ഞങ്ങൾ നൽകിയ ഉദാഹരണങ്ങൾ, ഈ പദത്തിന് കീഴിൽ ഒന്നിച്ചിരിക്കുന്ന വിവിധതരം പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഒരു ധാന്യം മാത്രമാണ്. അവർ എല്ലായിടത്തും എല്ലായിടത്തും നമ്മെ ചുറ്റിപ്പറ്റിയാണ്. ഇവിടെ, ഉദാഹരണത്തിന്, മനുഷ്യ ശരീരം. ഈ പദാർത്ഥങ്ങൾ അവിടെ ഇല്ലെന്ന് നിങ്ങൾ കരുതുന്നുണ്ടോ? നിങ്ങൾ വളരെ തെറ്റിദ്ധരിക്കപ്പെട്ടു. അവ നമ്മിൽ എല്ലായിടത്തും കാണപ്പെടുന്നു, ഏറ്റവും വലിയ തുക രക്തത്തിലെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളാൽ നിർമ്മിതമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഹീമോഗ്ലോബിൻ്റെ ഭാഗമായ ഇരുമ്പ് അയോണുകൾ നമ്മുടെ ശരീരത്തിലെ ടിഷ്യൂകളിലേക്ക് ഓക്സിജൻ എത്തിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. ജല-ഉപ്പ് സന്തുലിതാവസ്ഥയും ഹൃദയത്തിൻ്റെ പ്രവർത്തനവും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിൽ രക്തത്തിലെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. പൊട്ടാസ്യം, സോഡിയം അയോണുകളാണ് ഈ പ്രവർത്തനം നടത്തുന്നത് (കോശങ്ങളിൽ പൊട്ടാസ്യം-സോഡിയം പമ്പ് എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രക്രിയ പോലും ഉണ്ട്).

നിങ്ങൾക്ക് അൽപ്പം പോലും അലിയിക്കാൻ കഴിയുന്ന എല്ലാ പദാർത്ഥങ്ങളും ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളാണ്. വ്യവസായത്തിൻ്റെ ഒരു ശാഖയും അവ ഉപയോഗിക്കാത്ത നമ്മുടെ ജീവിതവും ഇല്ല. ഇത് കാർ ബാറ്ററികളും ബാറ്ററികളും മാത്രമല്ല. ഇവ ഏതെങ്കിലും രാസ, ഭക്ഷ്യ ഉൽപാദനം, സൈനിക ഫാക്ടറികൾ, വസ്ത്ര ഫാക്ടറികൾ തുടങ്ങിയവയാണ്.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ ഘടന, വഴിയിൽ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. അങ്ങനെ, അസിഡിക്, ആൽക്കലൈൻ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ വേർതിരിച്ചറിയാൻ കഴിയും. അവയുടെ ഗുണങ്ങളിൽ അവ അടിസ്ഥാനപരമായി വ്യത്യസ്തമാണ്: ഞങ്ങൾ ഇതിനകം പറഞ്ഞതുപോലെ, ആസിഡുകൾ പ്രോട്ടോൺ ദാതാക്കളാണ്, ക്ഷാരങ്ങൾ സ്വീകരിക്കുന്നവരാണ്. എന്നാൽ കാലക്രമേണ, പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം നഷ്ടപ്പെടുന്നതിനാൽ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ ഘടന മാറുന്നു, ഏകാഗ്രത കുറയുന്നു അല്ലെങ്കിൽ വർദ്ധിക്കുന്നു (ഇതെല്ലാം നഷ്ടപ്പെട്ടതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, വെള്ളം അല്ലെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്).

ഞങ്ങൾ എല്ലാ ദിവസവും അവരെ കണ്ടുമുട്ടുന്നു, എന്നാൽ കുറച്ച് ആളുകൾക്ക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ എന്ന പദത്തിൻ്റെ നിർവചനം കൃത്യമായി അറിയാം. നിർദ്ദിഷ്ട പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ ഞങ്ങൾ പരിശോധിച്ചു, അതിനാൽ കുറച്ചുകൂടി സങ്കീർണ്ണമായ ആശയങ്ങളിലേക്ക് പോകാം.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുടെ ഭൗതിക സവിശേഷതകൾ

ഇപ്പോൾ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തെക്കുറിച്ച്. ഈ വിഷയം പഠിക്കുമ്പോൾ മനസ്സിലാക്കേണ്ട ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട കാര്യം ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിൽ കറൻ്റ് എങ്ങനെ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു എന്നതാണ്. അയോണുകൾ ഇതിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഈ ചാർജ്ജ് കണങ്ങൾക്ക് ലായനിയുടെ ഒരു ഭാഗത്ത് നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് ചാർജ് കൈമാറാൻ കഴിയും. അതിനാൽ, അയോണുകൾ എല്ലായ്പ്പോഴും പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിലേക്കും കാറ്റേഷനുകളിലേക്കും പ്രവണത കാണിക്കുന്നു - നെഗറ്റീവ്. അങ്ങനെ, വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തോടുകൂടിയ പരിഹാരത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിലൂടെ, സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ വിവിധ വശങ്ങളിൽ ഞങ്ങൾ ചാർജുകൾ വേർതിരിക്കുന്നു.

വളരെ രസകരമായ ഒരു ശാരീരിക സ്വഭാവം സാന്ദ്രതയാണ്. നമ്മൾ ചർച്ച ചെയ്യുന്ന സംയുക്തങ്ങളുടെ പല ഗുണങ്ങളും അതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. പലപ്പോഴും ചോദ്യം ഉയർന്നുവരുന്നു: "ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ സാന്ദ്രത എങ്ങനെ വർദ്ധിപ്പിക്കാം?" വാസ്തവത്തിൽ, ഉത്തരം ലളിതമാണ്: ലായനിയിലെ ജലത്തിൻ്റെ അളവ് കുറയ്ക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ സാന്ദ്രത കൂടുതലായി നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ, അത് പ്രധാനമായും രണ്ടാമത്തേതിൻ്റെ സാന്ദ്രതയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. നിങ്ങളുടെ പ്ലാൻ നേടുന്നതിന് രണ്ട് വഴികളുണ്ട്. ആദ്യത്തേത് വളരെ ലളിതമാണ്: ബാറ്ററിയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് തിളപ്പിക്കുക. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, നിങ്ങൾ ഇത് ചാർജ് ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്, അങ്ങനെ ഉള്ളിലെ താപനില നൂറ് ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു മുകളിലായി ഉയരും. ഈ രീതി സഹായിക്കുന്നില്ലെങ്കിൽ, വിഷമിക്കേണ്ട, മറ്റൊന്ന് ഉണ്ട്: പഴയ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിനെ പുതിയൊരെണ്ണം ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുക. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, നിങ്ങൾ പഴയ ലായനി ഊറ്റി, വാറ്റിയെടുത്ത വെള്ളം ഉപയോഗിച്ച് ശേഷിക്കുന്ന സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡിൽ നിന്ന് ഇൻസൈഡുകൾ വൃത്തിയാക്കുക, തുടർന്ന് ഒരു പുതിയ ഭാഗം പൂരിപ്പിക്കുക. ചട്ടം പോലെ, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് സൊല്യൂഷനുകൾക്ക് ആവശ്യമുള്ള ഏകാഗ്രത ഉടനടി ഉണ്ട്. മാറ്റിസ്ഥാപിച്ചതിന് ശേഷം, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ സാന്ദ്രത എങ്ങനെ വർദ്ധിപ്പിക്കാം എന്നതിനെക്കുറിച്ച് നിങ്ങൾക്ക് വളരെക്കാലം മറക്കാൻ കഴിയും.

ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ ഘടന പ്രധാനമായും അതിൻ്റെ ഗുണങ്ങളെ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, വൈദ്യുതചാലകതയും സാന്ദ്രതയും പോലുള്ള സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ, ലായകത്തിൻ്റെ സ്വഭാവത്തെയും അതിൻ്റെ സാന്ദ്രതയെയും ശക്തമായി ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ബാറ്ററിയിൽ എത്ര ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് അടങ്ങിയിരിക്കാം എന്നതിനെക്കുറിച്ച് ഒരു പ്രത്യേക ചോദ്യമുണ്ട്. വാസ്തവത്തിൽ, അതിൻ്റെ അളവ് ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ പ്രഖ്യാപിത ശക്തിയുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ബാറ്ററിക്കുള്ളിൽ കൂടുതൽ സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ്, അത് കൂടുതൽ ശക്തമാണ്, അതായത്, കൂടുതൽ വോൾട്ടേജ് ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

ഇത് എവിടെ ഉപയോഗപ്രദമാകും?

നിങ്ങൾ ഒരു കാർ പ്രേമിയോ കാറുകളിൽ താൽപ്പര്യമുള്ളവരോ ആണെങ്കിൽ, നിങ്ങൾ സ്വയം എല്ലാം മനസ്സിലാക്കുന്നു. ഇപ്പോൾ ബാറ്ററിയിൽ എത്ര ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഉണ്ടെന്ന് എങ്ങനെ നിർണ്ണയിക്കാമെന്ന് നിങ്ങൾക്കറിയാം. നിങ്ങൾ കാറുകളിൽ നിന്ന് വളരെ അകലെയാണെങ്കിൽ, ഈ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ സവിശേഷതകൾ, അവയുടെ ഉപയോഗം, അവ എങ്ങനെ പരസ്പരം ഇടപഴകുന്നു എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള അറിവ് അമിതമായിരിക്കില്ല. ഇതറിഞ്ഞ് ബാറ്ററിയിലെ ഇലക്‌ട്രോലൈറ്റ് എന്താണെന്ന് ചോദിച്ചാൽ കുഴങ്ങില്ല. എന്നിരുന്നാലും, നിങ്ങൾ ഒരു കാർ പ്രേമിയല്ലെങ്കിലും നിങ്ങൾക്ക് ഒരു കാർ ഉണ്ടെങ്കിലും, ബാറ്ററി ഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള അറിവ് അമിതമാകില്ല, മാത്രമല്ല അറ്റകുറ്റപ്പണികൾക്ക് നിങ്ങളെ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യും. ഒരു ഓട്ടോ സെൻ്ററിലേക്ക് പോകുന്നതിനേക്കാൾ എല്ലാം സ്വയം ചെയ്യുന്നത് വളരെ എളുപ്പവും വിലകുറഞ്ഞതുമായിരിക്കും.

ഈ വിഷയം നന്നായി പഠിക്കുന്നതിന്, സ്കൂളുകൾക്കും സർവ്വകലാശാലകൾക്കുമായി ഒരു രസതന്ത്ര പാഠപുസ്തകം വായിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു. നിങ്ങൾക്ക് ഈ ശാസ്ത്രം നന്നായി അറിയുകയും മതിയായ പാഠപുസ്തകങ്ങൾ വായിക്കുകയും ചെയ്തിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, ഏറ്റവും മികച്ച ഓപ്ഷൻ വാരിപേവിൻ്റെ "കെമിക്കൽ കറൻ്റ് സോഴ്സസ്" ആയിരിക്കും. ബാറ്ററികൾ, വിവിധ ബാറ്ററികൾ, ഹൈഡ്രജൻ സെല്ലുകൾ എന്നിവയുടെ മുഴുവൻ പ്രവർത്തന സിദ്ധാന്തവും അവിടെ വിശദമായി പ്രതിപാദിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഉപസംഹാരം

ഞങ്ങൾ അവസാനം എത്തി. നമുക്ക് സംഗ്രഹിക്കാം. ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ പോലുള്ള ഒരു ആശയവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട എല്ലാ കാര്യങ്ങളും ഞങ്ങൾ മുകളിൽ ചർച്ച ചെയ്തിട്ടുണ്ട്: ഉദാഹരണങ്ങൾ, ഘടനയുടെയും ഗുണങ്ങളുടെയും സിദ്ധാന്തം, പ്രവർത്തനങ്ങൾ, പ്രയോഗങ്ങൾ. ഈ സംയുക്തങ്ങൾ നമ്മുടെ ജീവിതത്തിൻ്റെ ഭാഗമാണെന്ന് ഒരിക്കൽ കൂടി പറയേണ്ടതാണ്, അതില്ലാതെ നമ്മുടെ ശരീരങ്ങളും വ്യവസായത്തിൻ്റെ എല്ലാ മേഖലകളും നിലനിൽക്കില്ല. രക്തത്തിലെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളെ കുറിച്ച് നിങ്ങൾ ഓർക്കുന്നുണ്ടോ? അവർക്ക് നന്ദി, ഞങ്ങൾ ജീവിക്കുന്നു. നമ്മുടെ കാറുകളുടെ കാര്യമോ? ഈ അറിവ് ഉപയോഗിച്ച്, ബാറ്ററിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഏത് പ്രശ്‌നവും നമുക്ക് പരിഹരിക്കാൻ കഴിയും, കാരണം അതിൽ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ സാന്ദ്രത എങ്ങനെ വർദ്ധിപ്പിക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ ഇപ്പോൾ മനസ്സിലാക്കുന്നു.

എല്ലാം പറയുക അസാധ്യമാണ്, ഞങ്ങൾ അത്തരമൊരു ലക്ഷ്യം വെച്ചിട്ടില്ല. എല്ലാത്തിനുമുപരി, ഈ അത്ഭുതകരമായ പദാർത്ഥങ്ങളെക്കുറിച്ച് പറയാൻ കഴിയുന്നത് ഇതല്ല.