Elektrolytlösungen

Elektrolytlösungen sind etwas BesonderesFlüssigkeiten, die teilweise oder vollständig in Form geladener Teilchen (Ionen) vorliegen. Der Vorgang der Aufspaltung von Molekülen in negative (Anionen) und positiv geladene (Kationen) Partikel wird als elektrolytische Dissoziation bezeichnet. Eine Dissoziation in Lösungen ist nur aufgrund der Fähigkeit von Ionen möglich, mit Molekülen der polaren Flüssigkeit, die als Lösungsmittel wirkt, in Wechselwirkung zu treten.

Was sind Elektrolyte?

Elektrolytlösungen werden in wässrige undkein Wasser. Wasser ist recht gut untersucht und sehr verbreitet. Sie sind in nahezu jedem lebenden Organismus vorhanden und an vielen wichtigen biologischen Prozessen aktiv beteiligt. Nichtwässrige Elektrolyte werden zur Durchführung elektrochemischer Prozesse und verschiedener chemischer Reaktionen verwendet. Ihre Verwendung führte zur Erfindung neuer chemischer Energiequellen. Sie spielen eine wichtige Rolle in photoelektrochemischen Zellen, organischen Synthesen und Elektrolytkondensatoren.

Elektrolytlösungen je nach GradDissoziationen können in starke, mittlere und schwache unterteilt werden. Der Dissoziationsgrad (α) ist das Verhältnis der Anzahl der in geladene Teilchen zerfallenden Moleküle zur Gesamtzahl der Moleküle. In starken Elektrolyten nähert sich der Wert von α 1, in mittleren Elektroden α ~ 0,3 und in schwachen Elektroden α <0,1.

Salze werden üblicherweise als starke Elektrolyte bezeichnet, einige Säuren sind HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂CO₄HClO₄, Hydroxide von Barium, Strontium, Calcium und Alkalimetallen. Andere Basen und Säuren sind Elektrolyte mittlerer oder schwacher Stärke.

Eigenschaften von Elektrolytlösungen

Die Bildung von Lösungen geht häufig mit thermischen Effekten und Volumenänderungen einher. Der Prozess der Auflösung des Elektrolyten in einer Flüssigkeit erfolgt in drei Schritten:

1. Die Zerstörung der intermolekularen und chemischen Bindungen des gelösten Elektrolyten erfordert den Aufwand einer bestimmten Energiemenge und damit die Wärmeaufnahme (∆Н_bisschen > 0).
2. In diesem Stadium beginnt das LösungsmittelWechselwirkungen mit Elektrolytionen führen zur Bildung von Solvaten (Hydraten in wässrigen Lösungen). Dieser Vorgang wird als Solvatation bezeichnet und ist exotherm, d.h. Wärme wird erzeugt (∆ N_hydra <0).
3. Die letzte Stufe ist die Diffusion. Dies ist eine gleichmäßige Verteilung der Hydrate (Solvate) im Lösungsvolumen. Dieser Prozess erfordert Energiekosten und daher wird die Lösung gekühlt (∆Н_Differential > 0).

Somit kann der gesamte thermische Effekt der Elektrolytauflösung wie folgt geschrieben werden:

∆Н_sol = ∆Н_bisschen + ∆Н_hydra + ∆Н_Differential

Das endgültige Anzeichen für den allgemeinen thermischen Effekt der Elektrolytauflösung hängt davon ab, wie sich die Auswirkungen der Energie auf die Bestandteile auswirken. Normalerweise ist dieser Prozess endotherm.

Die Eigenschaften einer Lösung hängen in erster Linie von der Art ihrer Bestandteile ab. Darüber hinaus beeinflussen die Zusammensetzung der Lösung, der Druck und die Temperatur die Eigenschaften des Elektrolyten.

Je nach Gehalt an gelöstemSubstanzen können alle Elektrolytlösungen in extrem verdünnte (die nur „Spuren“ von Elektrolyt enthalten), verdünnte (mit einem geringen Gehalt an gelöstem Stoff) und konzentrierte (mit einem signifikanten Gehalt an Elektrolyt) Lösungen unterteilt werden.

Chemische Reaktionen in Elektrolytlösungen,die durch den Durchgang von elektrischem Strom verursacht werden, führen zur Freisetzung bestimmter Substanzen an den Elektroden. Dieses Phänomen nennt man Elektrolyse und wird in der modernen Industrie häufig eingesetzt. Insbesondere Aluminium, Wasserstoff, Chlor, Natriumhydroxid, Wasserstoffperoxid und viele andere wichtige Substanzen werden durch Elektrolyse erhalten.