لماذا يزداد توصيل حمض الخليك للكهرباء بالتخفيف؟

التخفيف هو عملية تقليل تركيز المذاب في المحلول، عادة ببساطة عن طريق الخلط مع المزيد من المذيبات، فعلى سبيل المثال، يمكنك إضافة الماء إلى عصير البرتقال المركز لتخفيفه حتى يصل إلى تركيز ممتع للشرب، ولكن ما علاقة التمديد بناقلية حمض الخل؟

بالنسبة للكهارل القوية، مثل الأملاح والأحماض والأسس القوية، فإن الموصلية المولية تعتمد بشكل ضعيف فقط على التركيز. وعند التخفيف، هناك زيادة منتظمة في الموصلية المولية للكهارل القوي، بسبب انخفاض تفاعل المذاب والمذيب.

لتوصيل الكهرباء، تحتاج إلى أيونات (الأيونات المشحونة بشكل أعم، في المعادن هي مجرد إلكترونات حرة)، وحمض الحل المركز 100٪ يشبه إلى حد كبير المياه منزوعة الأيونات، وبالتالي لا توجد أيونات كافية لتكون قادرة على توصيل الكهرباء.

في حالة حمض الخل، وهو إلكتروليت ضعيف، سيزداد عدد الأيونات عند التخفيف بسبب زيادة في درجة التفكك، أيّ تؤدي إضافة الماء إلى تغيير التوازن إلى اليمين بحيث يتم تكوين المزيد من الأيونات ويقوم المحلول بتوصيل الكهرباء. (في نهاية المطاف، يصبح حمض الأسيتيك مخففًا للغاية وتنخفض الموصلية مرة أخرى).

تحدث المعادلة التالية في الماء:

CH3COOH + H2O → CH3COO- + H30

تقوم هذه الأيونات CH3COO- بتوصيل الكهرباء، وبالتالي الموصلية الكهربائية تتناسب بشكل مباشر مع عدد الأيونات المشحونة الموجودة في وحدة حجم المحلول، فعندما يتم تخفيف المحلول، تزداد درجة تفكك حمض الأسيتيك  ويزداد العدد الإجمالي للأيونات الحاملة الحالية، ولكن عند انخفاض عدد الأيونات لكل وحدة حجم نتيجة التخفيف، ستنخفض الموصلية مع انخفاض التركيز. لذلك، ينخفض توصيل CH3COOH عند التخفيف الشديد.

املأ نصف كوب بحمض الأسيتيك الجليدي واختبره باستخدام جهاز الموصلية، سترى أن المصباح لا يضيء، “لا يتفكك حمض الأسيتيك الجليدي بما يكفي ليكون قادرًا على توصيل الكهرباء”.

الآن املأ نصف الكأس الآخر المملوء بحمض الخليك 1.0 م واختبره باستخدام جهاز الموصلية، ستلاحظ إضاءة المصباح.