Roztoky elektrolytů

Řešení elektrolytů jsou zvláštníkapaliny, které jsou částečně nebo úplně ve formě nabitých částic (iontů). Samotný proces dělení molekul do negativních (aniontů) a kladně nabitých (kationtů) částic se nazývá elektrolytická disociace. Disociace v roztoku je možná pouze kvůli schopnosti iontů interagovat s molekulami polární kapaliny, která působí jako rozpouštědlo.

Co jsou elektrolyty?

Roztoky elektrolytů jsou rozděleny na vodu anevodný. Voda byla studována spíše dobře a stala se velmi rozšířená. Existují téměř v každém živém organismu a aktivně se účastní mnoha důležitých biologických procesů. Nevodné elektrolyty se používají k provádění elektrochemických procesů a různých chemických reakcí. Jejich použití vedlo k vytvoření nových zdrojů chemické energie. Hrají důležitou roli v fotoelektrochemických prvcích, organické syntéze, kondenzátorech elektrolytů.

Roztoky elektrolytů v závislosti na stupnidisociace může být rozdělena na silné, střední a slabé. Stupeň disociace (α) je poměr počtu molekul, které se rozpadly na nabité částice, na celkový počet molekul. U silných elektrolytů se hodnota α blíží 1, pro střední α≈0,3 a pro slabé α <0,1.

Silné elektrolyty obvykle zahrnují soli, některé kyseliny - HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂CO₄, HClO₄, hydroxidy barya, stroncia, vápníku a alkalických kovů. Další báze a kyseliny jsou střední nebo slabé elektrolyty.

Vlastnosti řešení elektrolytů

Tvorba roztoků je často doprovázena tepelnými účinky a změnami objemu. Proces rozpouštění elektrolytu v kapalině probíhá ve třech stupních:

1. Zničení intermolekulárních a chemických vazeb rozpuštěného elektrolytu vyžaduje výdech určitého množství energie a tudíž dochází k absorpci tepla (ΔH_exp > 0).
2. V této fázi začíná rozpouštědlointeragují s ionty elektrolytu, což vede k tvorbě solvátů (ve vodných roztocích - hydráty). Tento proces se nazývá solvatace a je exotermní, tj. E. dochází k uvolnění tepla (ΔH_hydra <0).
3. Poslední etapou je difúze. Jedná se o rovnoměrné rozložení hydrátů (solvátů) v objemovém roztoku. Tento proces vyžaduje náklady na energii, a proto se roztok ochladí (ΔH_diff > 0).

Celkový tepelný účinek rozpouštění elektrolytu tedy může být zapsán v této formě:

ΔH_růstv = ΔH_exp + ΔN_hydra + ΔN_diff

Konečný znak celkového tepelného účinku rozpouštění elektrolytu závisí na tom, co se projevuje v energetických účincích. Obvykle je tento proces endotermický.

Vlastnosti řešení závisí primárně na povaze složek. Navíc složení roztoku, tlak a teplota ovlivňují vlastnosti elektrolytu.

V závislosti na rozpuštěnévšechny roztoky elektrolytů lze rozdělit na extrémně zředěné (obsahující pouze "stopy" elektrolytu) zředěné (s malým obsahem rozpuštěné látky) a koncentrované (s významným obsahem elektrolytu).

Химические реакции в растворах электролитов, které jsou způsobeny průchodem elektrického proudu, vedou k uvolnění některých látek na elektrodách. Tento jev se nazývá elektrolýza a je často používán v moderním průmyslu. Zejména díky elektrolýze se získává hliník, vodík, chlor, hydroxid sodný, peroxid vodíku a mnoho dalších důležitých látek.