Was sind Elektrolyte in der Chemie? Starke, schwache und Nicht-Elektrolyte 3

Elektrolyte sind Chemikalien, die in Ionen zerfallen (ionisieren), wenn sie in Wasser gelöst werden. Die positiv geladenen Ionen werden als Kationen bezeichnet, während die negativ geladenen Ionen als Anionen bezeichnet werden. Stoffe können als starke Elektrolyte, schwache Elektrolyte oder Nichtelektrolyte kategorisiert werden.

Starke Elektrolyte

Starke Elektrolyte ionisieren vollständig in Wasser. Das bedeutet, dass 100 % der gelösten Chemikalie in Kationen und Anionen zerfällt. Es bedeutet jedoch nicht, dass sich die Chemikalie vollständig in Wasser auflöst! So sind beispielsweise einige Stoffe nur geringfügig in Wasser löslich, aber dennoch starke Elektrolyte. Das bedeutet, dass sich nicht sehr viel auflöst, aber alles, was sich auflöst, zerfällt in Ionen. Ein Beispiel ist die starke Base Strontiumhydroxid, Sr(OH)2. Sie hat eine geringe Löslichkeit in Wasser, dissoziiert aber vollständig in Sr2+ und OH- Ionen. Während ein Kolben mit Natriumhydroxid (NaOH) in Wasser Na+ und OH- Ionen, aber kein NaOH enthält, enthält ein Kolben mit wässrigem Strontiumhydroxid Sr2+ und OH- Ionen, Sr(OH)2 und Wasser.

Beispiele: Starke Säuren, starke Basen und Salze sind starke Elektrolyte.

Schwache Elektrolyte

Schwache Elektrolyte ionisieren teilweise in Wasser. So ziemlich jede Dissoziation in Ionen zwischen 0 % und 100 % macht eine Chemikalie zu einem schwachen Elektrolyten, aber in der Praxis zerfällt etwa 1 % bis 10 % eines schwachen Elektrolyten in Ionen.

Beispiele: Schwache Säuren und schwache Basen sind schwache Elektrolyte. Die meisten stickstoffhaltigen Moleküle sind schwache Elektrolyte. Wasser wird in einigen Quellen als schwacher Elektrolyt bezeichnet, weil es teilweise in H+ und OH- Ionen dissoziiert, in anderen Quellen jedoch als Nichtelektrolyt, weil nur eine sehr geringe Menge Wasser in Ionen dissoziiert.

Nichtelektrolyte

Wenn ein Stoff in Wasser überhaupt nicht ionisiert, ist er ein Nichtelektrolyt.

Beispiele: Die meisten Kohlenstoffverbindungen sind Nichtelektrolyte. Fette, Zucker und Alkohole sind weitgehend Nichtelektrolyte.

Warum ist das wichtig?

Der wichtigste Grund zu wissen, ob eine Chemikalie ein Elektrolyt ist oder nicht und wie stark sie in Wasser dissoziiert, ist, dass man diese Informationen braucht, um die chemischen Reaktionen zu bestimmen, die in Wasser stattfinden können. Auch wenn man einen Behälter mit einer Chemikalie in Wasser hat, ist es gut zu wissen, ob sich diese Substanz in Wasser auflöst (ihre Löslichkeit) und ob sie in Ionen dissoziiert.

Ein klassisches Beispiel dafür, warum dies wichtig ist, ist eine Natriumcyanidlösung (NaCN). Sie wissen wahrscheinlich, dass Cyanid reaktiv und extrem giftig ist. Würden Sie also eine Flasche Natriumcyanid in Wasser öffnen? Wenn Sie wissen, dass Natriumcyanid ein Salz ist, wissen Sie, dass Sie sicher sind (vorausgesetzt, Sie trinken die Lösung nicht), denn das Wasser enthält kein Natriumcyanid, sondern nur Na+ und CN- Ionen. Die Cyanid-Ionen sind nicht flüchtig und machen Sie nicht krank. Im Gegensatz dazu steht eine Flasche mit Blausäure (HCN) in Wasser. Würden Sie diese Flasche öffnen? Wenn Sie wissen, dass Blausäure eine schwache Säure ist, dann wissen Sie auch, dass die Flasche Blausäuregas, Wasserstoffionen, Cyanidionen und Wasser enthält. Das Öffnen dieser Flasche könnte dich dein Leben kosten!

Woher weiß man, welche Chemikalien Elektrolyte sind?

Nachdem du jetzt weißt, was ein Elektrolyt ist, fragst du dich wahrscheinlich, wie man anhand des Namens oder der Struktur einer Chemikalie erkennen kann, um welche Art von Elektrolyt es sich handelt. Dies geschieht durch den Prozess der Eliminierung. Hier sind einige Schritte, die du befolgen kannst, um starke, schwache und Nicht-Elektrolyte zu identifizieren.

1. Ist es eine starke Säure? Es gibt nur 7 von ihnen, und du wirst ihnen in der Chemie oft begegnen, also ist es gut, sie auswendig zu lernen. Starke Säuren sind starke Elektrolyte.
2. Ist es eine starke Base? Dies ist eine etwas größere Gruppe als die starken Säuren, aber du kannst die starken Basen erkennen, weil sie Metallhydroxide sind. Jedes Element aus den ersten beiden Spalten des Periodensystems in Verbindung mit einem Hydroxid ist eine starke Base. Starke Basen sind starke Elektrolyte.
3. Ist es ein Salz? Salze sind starke Elektrolyte.
4. Enthält die chemische Formel Stickstoff oder „N“? It may be a weak base, which would make it a weak electrolyte.
5. Does the chemical formula start with hydrogen or „H“? It may be a weak acid, which would make it a weak electrolyte.
6. Is it a carbon compound? Most organic compounds are nonelectrolytes.
7. Is it none of the above? There’s a good chance it’s a nonelectrolyte, though it may be a weak electrolyte.

Table of Strong Electrolytes, Weak Electrolytes, and Nonelectrolytes

This table summarizes groups of strong, weak, and nonelectrolytes, with examples of each category.

Strong Electrolytes
strong acids	HCl (hydrochloric acid)
	HBr (hydrobromic acid)
	HI (hydroiodic acid)
	HNO3 (nitric acid)
	HClO3
	HClO4
	H2SO4 (sulfuric acid)
strong bases	NaOH (sodium hydroxide)
	KOH (potassium hydroxide)
	LiOH
	Ba(OH)2
	Ca(OH)2
salts	NaCl
	KBr
	MgCl2
Weak Electrolytes
weak acids	HF (hydrofluoric acid)
	HC2H3O2 (acetic acid)
	H2CO3 (carbonic acid)
	H3PO4 (phosphoric acid)
weak bases	NH3 (ammonia)
(„N“ compounds)	C5H5N (pyridine)
Non Electrolytes
sugars and carbohydrate	C6H12O6 (glucose)
fats and lipids	cholesterol
alcohols	C2H5OH (ethyl alcohol)
other carbon compounds	C5H12 (pentane)