強(qiáng)電解質(zhì)（水溶液等當(dāng)中完全電離的電解質(zhì)）
次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-19
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強(qiáng)電解質(zhì)
水溶液等當(dāng)中完全電離的電解質(zhì)
概念：強(qiáng)電解質(zhì)（strong electrolyte）是在水溶液中或熔融狀態(tài)中（幾乎）完全發(fā)生電離的電解質(zhì)。
溶質(zhì)微粒：只有離子。
強(qiáng)電解質(zhì)導(dǎo)電的性質(zhì)與溶液濃度和溫度有關(guān)，與物質(zhì)的溶解度無(wú)關(guān)。
強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中只有離子存在。
簡(jiǎn)介
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(lèi)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(lèi)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
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：
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)離子的離子濃度；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
。
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(chēng)的一價(jià)離子電解質(zhì)來(lái)說(shuō)，在
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
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
改寫(xiě)成
，0F和
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，
，0和
，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(lèi)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(lèi)是強(qiáng)電解質(zhì)。
分類(lèi)
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
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
，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)
特征
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
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
，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。
案例
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)。
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(lèi)別，而僅僅是電解質(zhì)的分類(lèi)。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。
參考資料
[1]
阿累尼烏斯與電離理論 · 中國(guó)知網(wǎng)[引用日期2015-11-21]
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