Elektrolyyttiliuokset

Растворы электролитов представляют собой особые nesteet, jotka ovat osittain tai kokonaan varautuneiden hiukkasten (ionien) muodossa. Prosessia, joka jakaa molekyylejä negatiivisiksi (anioneiksi) ja positiivisesti varautuneiksi (kationeiksi) partikkeleiksi, kutsutaan elektrolyyttiseksi dissosiaatioksi. Dissosiaatio liuoksissa on mahdollista vain johtuen ionien kyvystä olla vuorovaikutuksessa liuottimena toimivan polaarisen nesteen molekyylien kanssa.

Mitä elektrolyytit ovat?

Elektrolyyttiliuokset jaetaan vesipitoisiin jaei-vesi. Vettä on tutkittu melko hyvin ja se on erittäin laajalle levinnyt. Niitä esiintyy melkein jokaisessa elävässä organismissa ja ne osallistuvat aktiivisesti moniin tärkeisiin biologisiin prosesseihin. Vedetöntä elektrolyyttiä käytetään sähkökemiallisten prosessien ja erilaisten kemiallisten reaktioiden johtamiseen. Niiden käyttö johti uusien kemiallisten energialähteiden keksintöön. Niillä on tärkeä rooli valosähköisissä kemiallisissa kennoissa, orgaanisessa synteesissä, elektrolyyttikondensaattoreissa.

Elektrolyyttiratkaisut tutkinnosta riippuenDissosiaatiot voidaan jakaa vahvoihin, keski- ja heikkoihin. Dissosiaatioaste (a) on varautuneisiin partikkeleihin hajotettujen molekyylien lukumäärän suhde molekyylien kokonaismäärään. Vahvoilla elektrolyytteillä α-arvo lähestyy 1: tä, keskipitkillä elektrodoilla α≈0,3 ja heikolla α <0,1.

Suolaksi kutsutaan yleensä vahvoja elektrolyyttejä; jotkut hapot ovat HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂CO₄HClO₄, barium-, strontium-, kalsium- ja alkalimetallien hydroksidit. Muut emäkset ja hapot ovat elektrolyyttejä, joiden lujuus on keskipitkä tai heikko.

Elektrolyyttiliuosten ominaisuudet

Liuoksen muodostumiseen liittyy usein lämpövaikutuksia ja tilavuuden muutoksia. Elektrolyytin liukenemisprosessi nesteessä tapahtuu kolmessa vaiheessa:

1. Liuenneen elektrolyytin molekyylien välisten ja kemiallisten sidosten tuhoaminen vaatii tietyn määrän energiaa ja siten lämmön imeytymistä (ΔН)._bitti > 0).
2. Tässä vaiheessa liuotin alkaaovat vuorovaikutuksessa elektrolyytti-ionien kanssa, minkä seurauksena muodostuu solvaatteja (hydraatteja vesiliuoksissa). Tätä prosessia kutsutaan solvaattioksi ja se on eksoterminen, ts. lämpöä syntyy (∆ N_tursas <0).
3. Viimeinen vaihe on diffuusio. Tämä on hydraattien (solvaatit) tasainen jakautuminen liuoksen tilavuudessa. Tämä prosessi vaatii energiakustannuksia, ja siksi ratkaisu jäähdytetään (.Н_ero > 0).

Siten elektrolyyttien liukenemisen kokonaislämpövaikutus voidaan kirjoittaa seuraavasti:

ΔН_sol = ∆Н_bitti + ∆Н_tursas + ∆Н_ero

Lopullinen merkki elektrolyyttien liukenemisen yleisestä lämpövaikutuksesta riippuu siitä, mitkä aineosan energiavaikutukset osoittautuvat. Yleensä tämä prosessi on endoterminen.

Liuoksen ominaisuudet riippuvat ensisijaisesti sen komponenttien luonteesta. Lisäksi liuoksen koostumus, paine ja lämpötila vaikuttavat elektrolyytin ominaisuuksiin.

Liuenneen pitoisuuden mukaanaineet, kaikki elektrolyyttiliuokset voidaan jakaa erittäin laimennettuihin (joissa on vain "jälkiä" elektrolyyttejä), laimennettuihin (joissa on pieni määrä liukenevaa ainetta) ja väkevöityihin (joilla on merkittävä määrä elektrolyyttiä).

Химические реакции в растворах электролитов, jotka johtuvat sähkövirran kulkeutumisesta, johtavat tiettyjen aineiden vapautumiseen elektrodeissa. Tätä ilmiötä kutsutaan elektrolyysiksi ja sitä käytetään usein nykyajan teollisuudessa. Erityisesti alumiini, vety, kloori, natriumhydroksidi, vetyperoksidi ja monet muut tärkeät aineet saadaan elektrolyysillä.