7 Příklady silných elektrolytů

 Silné elektrolyty jsou dobrým vodičem elektřiny a mají široké uplatnění v reálném světě. Silné kyseliny a silné zásady obvykle spadají do této kategorie, protože se v roztaveném stavu zcela disociují na ionty.

• kyselina jodovodíková (HI)
• Kyselina bromovodíková (HBr)
• kyselina chlorovodíková (HCl)
• Kyselina sírová (H₂SO₄)
• Kyselina dusičná (HNO₃)
• Kyselina triflová (CF₃SO₃)
• Kyselina fluorosírová (FSO₃H)

kyselina jodovodíková (HI)

Také známá jako kyselina jodovodíková a existuje jako vodný roztok HI (jodidu vodíku). Patří do kategorie silných kyselin.

 Kromě toho se při míchání v roztoku zcela disociuje, a proto je to silný elektrolyt. Je bezbarvý a v roztoku se obvykle vyskytuje kolem 47-58 %.

Použití:

Používá se jako redukční činidlo v některých chemických reakcích.

Kyselina bromovodíková (HBr)

Kyselina bromovodíková je známá jako jedna z nejsilnějších minerálních kyselin kyselina jodovodíková. Hodnota Pka je kolem -9, což z něj dělá silnou kyselinu a také silný elektrolyt.

Disociuje se uvnitř vodného roztoku za vzniku kladných vodíkových iontů a záporných bromidových iontů beze stopy po samotné molekule.

  použití:

Je známý tím, že se používá jako zdroj H⁺ při anti-Markovnikovových reakcích hydrogenace alkenů.

Používá se k výrobě organobromových sloučenin

kyselina chlorovodíková (HCl)

Kyselina chlorovodíková je v samotném světě chemie poměrně známá a nazývá se také kyselina muriatová. Uvnitř řešení existuje jako [H⁺(aq) Cl^-(aq) nebo H₃O⁺ Cl^-] s velmi silným štiplavým zápachem. Patří do kategorie silných elektrolytů s velkým K_a hodnota. 

Na HCl je docela zajímavé to, že se nachází v trávicím traktu lidského těla (žaludek) a hraje zásadní roli v procesu trávení.

použití:

Významné uplatnění HCl je při rafinaci kovů

Používá se také jako zdroj kyselin v mnoha organických reakcích.

Kyselina sírová (H₂SO₄)

Je to bezbarvá kyselina známá jako král kyselin a také nazývaná vitriolový olej. H₂SO₄  je polární s hodnotou dielektrické konstanty 100, díky čemuž má vysokou elektrickou vodivost. 

Když H₂SO₄ je smíchán s rozpouštědlem podléhá autoprotolýze, tzn. Disociuje se pronací, jak je znázorněno výše.

                                   2 H₂SO₄ ⇌ H.₃SO⁺₄ + HSO^-₄

Použití:

Používá se jako dehydratační činidlo.

Používá se v mnoha průmyslových procesech, jako je kontaktní proces, mokrá sírová metoda a také v procesu v olověné komoře.

Použití jako elektrolyt v lead-kyselinové baterie zahrnuje následující reakce

 Na anodě

Pb + SO2−4 ⇌ PbSO₄ + 2 e^-

Na katodě

PbO₂ + 4H⁺ + SO2-4 + 2e^- ⇌ PbSO₄ + 2H₂O

  Celkově:

Pb + PbO₂ + 4H⁺ + 2 SO2−4 ⇌ 2 PbSO₄ + 2H₂O

Kyselina dusičná (HNO₃)

Kyselina dusičná se používá k nitraci a je také velmi silným oxidačním činidlem. Používají se pro to také výrazy jako aqua fortis a spirit of niter.

Při okolní teplotě je kyselina dusičná považována za silnou kyselinu a když se rozpustí v rozpouštědle, snadno podléhá autoionizaci, nazývá se autoprotolýza.

                2 HNO₃ ⇌ NE⁺₂ + NE^-₃ + H₂O

Použití:

Používá se k provádění xantoproteického testu proteinů

In zemědělském poli, slouží k přípravě hnojiv.

Používá se pro rafinaci kovů, čisticí prostředek a také při přepracování jaderného paliva

Používá se také v aqua-regia

Kyselina triflová (CF₃SO₃)

Kyselina troiflová je kyselina sulfonová s hodnotou K_a= 5 × 10^14,  pK_a −14.7 ± 2.0, což z ní dělá superkyselinu a úplně se v roztoku disociuje a vede protonové vedení.

použití:

Kyselina triflová se používá při Friedelových řemeslných reakcích jako silné acylační činidlo, jak je uvedeno výše:

CH₃C(O)Cl + CF₃SO₃H → CH₃C(O)OSO₂CF₃ + HCI

CH₃C(O)OSO₂CF₃ + C₆H₆ → CH₃C(O)C₆H₅ + CF₃SO₃H

Zvyšuje také oktanové číslo u paliv na bázi ropy

Používá se jako zdroj kyselin v mnoha reakcích organické syntézy, jako je alkylace, esterifikace, acylace, izomerizace, ethoxylace, cyklizace a kationtové přeskupení.

Kyselina fluorosírová (FSO₃H)

Je to bezbarvá kyselina a blízce příbuzná H₂SO₄  protože obě kyseliny mají tetraedrickou geometrii s jediným rozdílem atomu fluoru. Spadá také do kategorie superkyselin s hodnotou K = 4.0 × 10−8 (při 298 K). Úplně ionizuje uvnitř rozpouštědla.

 K autoionizaci kyseliny fluorosulfonové také dochází:

2 HSO₃F ⇌ [H₂SO₃F]⁺ + [SO₃F]^-      

použití:

Hso₃F je užitečné pro výrobu olovnatých skel, protože se používá při regeneraci směsí HF a H₂SO₄ potřebné během procesu leptání.

Izomerizace alkanů a alkylace uhlovodíků alkeny probíhá v přítomnosti HSO₃F

Používá se také jako laboratorní fluorační činidlo.

Často kladené otázky

Co rozumíte pod pojmem elektrolyty?

Termín elektrolyty označuje látku, která vede elektřinu pouze v roztaveném stavu a je také známá jako elektrolytické vodiče.

Než se přesuneme dále, pojďme pochopit tento koncept elektrolytů hlouběji.

Vyvstává zde jedna otázka: Jsou všechny látky, které vedou elektřinu, nazývány elektrolyty?

Odpověď zní ne, protože ne všechny látky, které vedou elektřinu jako kovové vodiče, nebudou spadat do této kategorie, protože nepodléhají procesu rozkladu k výrobě elektřiny jako elektrolytické vodiče, které generují elektřinu pouze tehdy, když se převedou do svého roztaveného stavu.

Druhy elektrolytů

 Existují tři široké kategorie elektrolytů

Existují tři široké kategorie elektrolytů.

1. Silné elektrolyty úplně disociují na ionty uvnitř roztoku beze stop molekul elektrolytu. Pochopme to na náhodném příkladu elektrolytu.

Pokud AB zcela disociuje, považuje se za silný elektrolyt pouze tehdy, jsou-li v roztoku přítomny jeho ionty, jak můžete vidět na obrázku výše.

2. Slabé elektrolyty jsou takové, které se úplně nerozloží na ionty. Jak ukazuje daný obrázek, když se roztok AB smíchá s rozpouštědlem, obsahuje také stopy molekuly AB.

3.Neelektrolyty nedisociují ve vodném roztoku, a proto nepřispívají k vedení elektřiny. Předpokládejme, že AB je nyní elektrolyt.

Co jsou faktory, které ovlivňují elektrolytické vedení?

1.Povaha elektrolytu:

Obecně platí, že silný elektrolyt povede elektřinu více než slabý elektrolyt, protože ionizuje v menší míře.

2.Povaha rozpouštědla:

   Rozpouštědla hrají zásadní roli, protože v polárních rozpouštědlech se elektrolyt ionizuje více ve srovnání s nepolárními rozpouštědly.

3. Teplota:

 rozsah disociace je přímo úměrný teplotě. Proto je při vysokých teplotách možné větší elektrolytické vedení.

4.Koncentrace roztoku

U silných elektrolytů je koncentrační faktor přímo úměrný množství roztoku, protože koncentrace interiontů se zvyšuje při vysoké koncentraci a nakonec je odpovědná za větší vodivost.

V případě slabých elektrolytů je rozsah ionizace menší. Proto slabý elektrolyt = 1/koncentrace roztoku.

Uveďte rozdíl mezi kovovým vedením a elektrolytickým vedením

Co je Ostwaldův zákon ředění a proč se nevztahuje na silné elektrolyty?

Podle tohoto zákona, když se elektrolyt ve vodě disociuje, dochází k ustavení rovnováhy mezi disociovanou a nedisociovanou molekulou.

 V případě silných elektrolytů však nedochází k vytvoření rovnováhy, protože silný elektrolyt zcela disociuje, zatímco slabý elektrolyt plně neionizuje, takže je možné vytvoření rovnováhy.

Jak se určuje vodivost silných elektrolytů?

Parametr používaný pro měření vodivosti silného elektrolytu je molární vodivost.

Co myslíš tou molární vodivostí?

 Molární vodivost =  Vodivost/molární koncentrace

Shrnutí

Závěrem lze říci, že všechny silné kyseliny jsou silné elektrolyty a zcela rozpuštěné v roztoku a zde diskutujeme většinu silných kyselin jako silný elektrolyt a jejich použití.

Pomila Sharma

Ahoj… Já jsem Pomila Sharma. Vystudoval jsem chemii se specializací na syntetickou organickou chemii. Publikoval jsem 4 výzkumné články. Velmi mě baví svět chemie. Věřím, že je to všechno o chemii, takže to pojďme společně prozkoumat.