Électrolytes

Types d'électrolytes

Il existe trois types d'électrolytes dont tu dois te souvenir, et ils sont basés sur leur degré de dissociation dans l'eau.

Électrolytes forts

Le premier type d'électrolyte est l'électrolyte fort. Dans la catégorie des électrolytes forts, nous avons les composés ioniques solubles, les acides forts et les bases fortes.

Lescomposés ioniques sont généralement composés d'un métal et d'un non-métal ou d'un métal et d'un ion polyatomique. Le chlorure de sodium (NaCl) est un exemple courant de composé ionique soluble. Cependant, tous les composés ioniques ne sont pas solubles dans l'eau (_H2O). Le tableau 1 présente les règles de solubilité des composés ioniques dans l'eau.

Prenons un exemple.

Lesacides forts sont des acides qui se dissocient à 100 % dans l'eau pour produire des ions hydrogène positifs (^H+) et des ions chlore négatifs (^Cl-). Les sept acides forts sont HCl, HBr, HI, _HClO4, _HClO3, _H2SO4 et HNO3_.

La figure ci-dessous montre la dissociation de l'acide chlorhydrique (HCl) dans l'eau.

Comme les acides forts, les bases fortes se dissocient aussi complètement dans l'eau. Mais au lieu de former des ^ions H+, elles forment des ions hydroxyde (^OH-) dans la solution. Par exemple, l'hydroxyde de sodium aqueux (NaOH) se dissocie complètement dans l'eau en ions sodium aqueux (^Na+) et en ions hydroxyde (^OH-).

$$ \text{NaOH (aq) } \longrightarrow \text{ Na}^{+}\text{(aq) + OH}^{-}\text{(aq)} $$

Les bases fortes comprennent les hydroxydes métalliques du groupe 1 (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH) et les hydroxydes métalliques du groupe 2 (Ba(OH₎₂, Sr(OH₎₂ et Ca(OH₎₂).

Électrolytes faibles

Ensuite, nous avons les électrolytes faibles, qui sont soit des acides faibles, soit des bases faibles.

Lorsqu'il s'agit d'électrolytes faibles, nous utilisons des demi-flèches pointant dans des directions opposées, ce qui indique que la réaction évolue de manière significative dans les deux sens.

$$ \text{CH}_{3}\text{COOH }\text{(aq)} \rightleftharpoons \text{CH}_{3}\text{COO}^{-}\text{ (aq) + H}^{+}\text{(aq)} $$

Le tableau 2 présente une liste d'acides faibles et de bases faibles courants.

Les non-électrolytes

Lesnon-électrolytes sont en fait des composés moléculaires. Les composés moléculaires sont des composés constitués de non-métaux qui ne sont pas considérés comme des acides ou des bases.

Parmi les exemples courants de non-électrolytes, on peut citer l'alcool méthanol (_CH3OH) et le sucre glucose (_C6H12O6). Le glucose est très soluble dans l'eau, mais même s'il se dissout dans l'eau, il ne se dissocie pas en ions. En d'autres termes, une solution non électrolytique ne conduit pas l'électricité.

Électrolytes : propriétés

Les propriétés des électrolytes dépendent du type d'électrolyte. Les électrolytes forts se dissocient complètement dans l'eau, formant une solution aqueuse à forte conductivité.

Les électrolytesfaibles se dissocient partiellement en leurs ions dans l'eau, de sorte que leur solution aqueuse a une faible conductivité.

Lesnon-électrolytes, en revanche, sont solubles dans l'eau, mais ne se dissocient pas en ions. Par conséquent, une solution aqueuse contenant un non-électrolyte ne conduit pas le courant électrique.

Électrolytes : fonctions

Maintenant que nous connaissons les différents types d'électrolytes qui existent, plongeons-nous dans les fonctions des électrolytes. En chimie, l'utilisation la plus courante des électrolytes est probablement le processus d'électrolyse.

L'installation de base pour l'électrolyse du chlorure de sodium (NaCl) est illustrée dans la figure ci-dessous. Tu remarqueras que nous avons besoin d'une source d'énergie (par exemple, une pile) et de deux électrodes. Ces électrodes sont ensuite placées dans l'électrolyte (substance contenant des ions positifs et négatifs, qui est dans ce cas le NaCl).

Lorsque l'électricité est appliquée à l'électrolyte, les ions positifs de l'électrolyte (^Na+) sont attirés par l'électrode négative, tandis que les ions négatifs (^Cl-) sont attirés par l'électrode positive.

Lesélectrolytes sont également très importants en physiologie. Les sels contenant des ions sodium, potassium et calcium sont essentiels à la conduction de l'influx nerveux, à la contraction musculaire et à la régulation osmotique ! Lorsqu'un déséquilibre électrolytique se produit, ces niveaux très élevés ou très bas d'électrolyte perturbent le fonctionnement des cellules, entraînant des complications légères ou mortelles.

Par exemple, un faible taux d'ions sodium (^Na+) peut provoquer des maux de tête, de la confusion, des troubles de l'attention et même un œdème cérébral (gonflement du cerveau), tandis qu'un taux élevé d'ions sodium peut provoquer de l'agitation et de la tachycardie (battements cardiaques rapides).

Équation chimique des électrolytes

Enfin, examinons une équation chimique impliquant des électrolytes. Commençons par le chlorure de calcium (_CaCl2). La première chose à faire est de déterminer si le _CaCl2 est soluble dans_H2O. Ainsi, si tu fais défiler le tableau contenant les règles de solubilité des composés ioniques, tu remarqueras que le CaCl2_est soluble dans l'eau, il s'y dissoudra donc.

S'agira-t-il d'un électrolyte fort, faible ou non électrolytique ? Eh bien, puisque _CaCl2 est un composé ionique, il sera un électrolyte fort et se dissociera donc facilement dans_H2Oen ses équivalents ioniques.

$$ \text{CaCl}_{2}\text{(aq) } \text{ = Ca}^{2+}\text{(aq) } \text{ + Cl}^{-}\text{(aq) } $$

Maintenant, j'espère que tu es plus confiant dans ta compréhension des électrolytes et de la façon de déterminer si un composé est un électrolyte fort, faible ou non électrolytique !