Elektrolytopløsninger er specielle væsker, der helt eller delvist er i form af ladede partikler (ioner). Selve processen med at sp alte molekyler i negativt (anioner) og positivt ladede (kationer) partikler kaldes elektrolytisk dissociation. Dissociation i opløsninger er kun mulig på grund af ioners evne til at interagere med molekylerne i den polære væske, der fungerer som et opløsningsmiddel.
Hvad er elektrolytter
Elektrolytopløsninger er opdelt i vandige og ikke-vandige. Vand er blevet undersøgt ret godt og er meget udbredt. De findes i næsten alle levende organismer og er aktivt involveret i mange vigtige biologiske processer. Ikke-vandige elektrolytter bruges til at udføre elektrokemiske processer og forskellige kemiske reaktioner. Deres brug har ført til opfindelsen af nye kemiske energikilder. De spiller en vigtig rolle i fotoelektrokemiske celler, organisk syntese, elektrolytiske kondensatorer.
Elektrolytløsninger afhængigt af graden af dissociation kan opdeles istærk, medium og svag. Dissociationsgraden (α) er forholdet mellem antallet af molekyler, der nedbrydes til ladede partikler, og det samlede antal molekyler. For stærke elektrolytter nærmer værdien af α 1, for medium elektrolytter α≈0,3, og for svage elektrolytter α<0, 1, Stærke elektrolytter omfatter norm alt s alte, en række af nogle syrer - HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4, hydroxider af barium, strontium, calcium og alkalimetaller. Andre baser og syrer er mellemstore eller svage elektrolytter.
Egenskaber ved elektrolytopløsninger
Dannelsen af opløsninger er ofte ledsaget af termiske effekter og volumenændringer. Processen med at opløse elektrolytten i væsken foregår i tre trin:
- Ødelæggelsen af intermolekylære og kemiske bindinger af den opløste elektrolyt kræver forbrug af en vis mængde energi, og derfor absorberes varme (∆Нresolved > 0).
- På dette stadium begynder opløsningsmidlet at interagere med elektrolytioner, hvilket resulterer i dannelsen af solvater (i vandige opløsninger - hydrater). Denne proces kaldes solvation og er eksoterm, dvs. varme frigives (∆ Нhydr < 0).
- Det sidste trin er diffusion. Dette er en ensartet fordeling af hydrater (solvater) i opløsningens volumen. Denne proces kræver energiomkostninger, og derfor afkøles opløsningen (∆Нdif > 0).
Den totale termiske effekt af elektrolytopløsning kan skrives som følger:
∆Нsolv=∆Нudgivelse + ∆Нhydr + ∆Н diff
Det endelige tegn på den totale termiske effekt af elektrolytopløsning afhænger af, hvad de konstituerende energieffekter viser sig at være. Denne proces er norm alt endoterm.
En opløsnings egenskaber afhænger primært af arten af dens bestanddele. Desuden påvirkes elektrolyttens egenskaber af opløsningens sammensætning, tryk og temperatur.
Afhængig af indholdet af det opløste stof kan alle elektrolytopløsninger opdeles i ekstremt fortyndede (som kun indeholder "spor" af elektrolytten), fortyndede (med et lille indhold af det opløste stof) og koncentrerede (med et betydeligt indhold af elektrolytten).
Kemiske reaktioner i elektrolytopløsninger, som er forårsaget af passage af elektrisk strøm, fører til frigivelse af visse stoffer på elektroderne. Dette fænomen kaldes elektrolyse og bruges ofte i moderne industri. Især elektrolyse producerer aluminium, brint, klor, natriumhydroxid, hydrogenperoxid og mange andre vigtige stoffer.