Un elettrolita debole è un tipo di sostanza chimica che non si dissolve o si decompone in acqua ed è un cattivo conduttore di elettricità, se non la conduce affatto. Il termine “elettrolita” ha un significato scientifico e medico specifico, ma è più comunemente inteso come qualsiasi forma di sale che trasporta una carica elettrica. Gli elettroliti aiutano le persone a mantenere una chimica corporea equilibrata e sono anche utili in una serie di ambienti industriali e di produzione. Dire che un elettrolita è “debole” di solito è un’affermazione sulla rottura delle sue cariche ioniche e consente ai ricercatori di prevedere come reagirà in una data soluzione o in determinate circostanze. Un elettrolita forte è generalmente completamente ionizzato in acqua e fornisce un numero uguale di cationi, o ioni con carica positiva, e anioni, o ioni con carica negativa. Un elettrolita classificato come “debole”, d’altra parte, ionizzerà solo leggermente in acqua e produrrà pochi ioni, quindi queste soluzioni sono cattivi conduttori di elettricità.
Valutazione della forza elettrolitica
La forza elettrolitica di una sostanza può essere generalmente determinata misurando la conduttanza elettrica di una soluzione della sostanza a concentrazione nota. Sono disponibili tabelle che elencano la Qsp o costante ionica di molte sostanze, che è una misura del loro grado di ionizzazione.
Distinguere un elettrolita debole da uno forte semplicemente esaminando la sua formula chimica non è così semplice. I composti deboli di solito sono composti da legami covalenti o legami chimici in cui gli elettroni sono condivisi da due atomi. Un elettrolita forte avrà almeno un legame ionico, in cui gli elettroni da un atomo vengono trasferiti a un altro per produrre due ioni che vengono poi tenuti insieme da forze elettrostatiche. La maggior parte dei legami chimici ha un carattere sia ionico che covalente, tuttavia, è necessaria una certa conoscenza della chimica per fare una stima ragionevole della forza elettrolitica di un composto.
In generale, tuttavia, la maggior parte degli acidi organici e dei loro sali, nonché i sali delle basi organiche, sono deboli dal punto di vista dell’elettrolita. Una sostanza con bassa solubilità in acqua può anche essere classificata debole. È importante notare, tuttavia, che da un punto di vista tecnico, la solubilità non è la stessa della forza elettrolitica.
Ionizzazione in acqua
L’acqua pura di per sé non è un buon conduttore di elettricità e l’acqua distillata o deionizzata, da cui tutti gli ioni sono stati rimossi, non conduce facilmente una corrente elettrica. Tuttavia, se viene aggiunto un elettrolita forte come il sale da cucina, NaCl, il sale si dissolverà per dare ioni Na+ e Cl-. I Na+ sono in grado di accettare elettroni dal polo negativo della fonte di alimentazione mentre il Cl- trasporterà gli elettroni al polo positivo, determinando un flusso netto di elettricità attraverso la soluzione. Più sale si aggiunge, più la soluzione sarà conduttiva, fino alla saturazione.
In un elettrolita debole, questa dissociazione in ioni avviene solo in piccola misura, tipicamente molto meno del 10%. La maggior parte dell’elettrolita debole rimane nella sua forma sindacalizzata originale in soluzione. In tali casi, gli ioni presenti sono insufficienti per trasportare una corrente elettrica.
Capire i non elettroliti
Oltre agli elettroliti deboli e forti, i non elettroliti sono sostanze che non ionizzano in misura apprezzabile in soluzione acquosa e le loro soluzioni non conducono affatto elettricità. La maggior parte delle sostanze organiche, a meno che non contengano una funzionalità acida o basica, sono non conduttrici e quindi non elettroliti. Lo zucchero e l’alcol, ad esempio, sono composti organici privi di funzionalità acida o basica e quindi non producono ioni in soluzione.
Applicazioni pratiche
Comprendere i diversi modi in cui le sostanze si legano e reagiscono a livello chimico è importante per la maggior parte delle discipline di produzione e identificare e isolare rapidamente gli elettroliti in base alla forza è una parte importante di molte reazioni chimiche diverse. Chimici e ricercatori usano spesso questo tipo di conoscenza in un numero qualsiasi di esperimenti e test diversi per raggiungere il giusto equilibrio tra acidi e basi. Questo è fondamentale per molte attività di produzione farmaceutica e sperimentazioni mediche, ma ha anche implicazioni per cose come la chimica alimentare ingegnerizzata e la composizione dei prodotti chimici domestici e persino i prodotti di bellezza.