Wat zijn elektrolyten in de chemie? Strong, Weak, and Non Electrolytes 3

Elektrolyten zijn chemische stoffen die in ionen uiteenvallen (ioniseren) wanneer ze in water worden opgelost. De positief geladen ionen worden kationen genoemd, terwijl de negatief geladen ionen anionen worden genoemd. Stoffen kunnen worden gecategoriseerd als sterke elektrolyten, zwakke elektrolyten, of niet-elektrolyten.

Sterke elektrolyten

Sterke elektrolyten ioniseren volledig in water. Dit betekent dat 100% van de opgeloste chemische stof uiteenvalt in kationen en anionen. Het betekent echter niet dat de chemische stof volledig oplost in water! Sommige soorten zijn bijvoorbeeld slechts in geringe mate oplosbaar in water, maar zijn toch sterke elektrolyten. Dit betekent dat er niet erg veel oplost, maar dat alles wat wel oplost in ionen uiteenvalt. Een voorbeeld is de sterke base strontiumhydroxide, Sr(OH)2. Het heeft een lage oplosbaarheid in water, maar valt volledig uiteen in Sr2+ en OH- ionen. Terwijl een kolf natriumhydroxide (NaOH) in water Na+ en OH- ionen in water zou bevatten, maar geen echt NaOH, zou een kolf waterig strontiumhydroxide Sr2+ en OH- ionen, Sr(OH)2, en water bevatten.

Voorbeelden: Sterke zuren, sterke basen, en zouten zijn sterke elektrolyten.

Zwakke elektrolyten

Zwakke elektrolyten ioniseren gedeeltelijk in water. Vrijwel elke dissociatie in ionen tussen 0% en 100% maakt een chemische stof een zwak elektrolyt, maar in de praktijk breekt ongeveer 1% tot 10% van een zwak elektrolyt in ionen.

Voorbeelden: Zwakke zuren en zwakke basen zijn zwakke elektrolyten. De meeste stikstofhoudende moleculen zijn zwakke elektrolyten. Water wordt door sommige bronnen als een zwak elektrolyt beschouwd omdat het gedeeltelijk in H+ en OH- ionen uiteenvalt, maar door andere bronnen als een niet-elektrolyt omdat slechts een zeer kleine hoeveelheid water in ionen uiteenvalt.

Niet-elektrolyten

Als een stof in water helemaal niet ioniseert, is het een niet-elektrolyt.

Voorbeelden: De meeste koolstofverbindingen zijn niet-elektrolyten. Vetten, suikers en alcoholen zijn grotendeels niet-elektrolyten.

Waarom zou je dit moeten weten?

De belangrijkste reden om te weten of een chemische stof een elektrolyt is of niet en hoe sterk deze in water dissocieert, is dat je deze informatie nodig hebt om te bepalen welke chemische reacties er in water kunnen plaatsvinden. Ook als je een container met een chemische stof in water hebt, is het een goed plan om te weten of die stof in water oplost (de oplosbaarheid) en of hij in ionen uiteenvalt.

Een klassiek voorbeeld van waarom dit van belang is, is een natriumcyanide (NaCN) oplossing. Je weet waarschijnlijk dat cyanide reactief en extreem giftig is, dus zou je een fles natriumcyanide in water openen? Als je weet dat natriumcyanide een zout is, weet je dat je veilig bent (mits je de oplossing niet drinkt) omdat er geen natriumcyanide in het water zit, alleen Na+ en CN- ionen in het water. De cyanide-ionen zijn niet vluchtig en zullen je niet ziek maken. Dit in tegenstelling tot een fles waterstofcyanide (HCN) in water. Zou je die fles openen? Als je weet dat waterstofcyanide een zwak zuur is, dan weet je dat de fles waterstofcyanidegas, waterstofionen, cyanide-ionen en water bevat. Het openen van die fles kan je je leven kosten!

Hoe weet je welke chemicaliën elektrolyten zijn?

Nu je gemotiveerd bent om te weten wat een elektrolyt is, vraag je je waarschijnlijk af hoe je op basis van zijn naam of structuur kunt zeggen wat voor soort elektrolyt een chemische stof is. Je doet dit door het proces van eliminatie. Hier zijn enkele stappen die je kunt volgen om sterke, zwakke en niet-elektrolyten te identificeren.

1. Is het een sterk zuur? Er zijn er maar 7 en je zult ze veel tegenkomen in de scheikunde, dus het is een goed plan om ze uit je hoofd te leren. Sterke zuren zijn sterke elektrolyten.
2. Is het een sterke base? Dit is een iets grotere groep dan de sterke zuren, maar je kunt de sterke basen herkennen omdat het metaalhydroxiden zijn. Elk element uit de eerste twee kolommen van het periodiek systeem in combinatie met een hydroxide is een sterke base. Sterke basen zijn sterke elektrolyten.
3. Is het een zout? Zouten zijn sterke elektrolyten.
4. Bevat de chemische formule stikstof of “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)