Otopine elektrolita

Otopine elektrolita su posebnetekućine koje su djelomično ili potpuno u obliku nabijenih čestica (iona). Proces cijepanja molekula na negativne (anioni) i pozitivno nabijene (katione) čestice naziva se elektrolitička disocijacija. Disocijacija u otopinama moguća je samo zbog sposobnosti iona da komuniciraju s molekulama polarne tekućine, koja djeluje kao otapalo.

Što su elektroliti

Otopine elektrolita dijele se na vodene ibezvodna. Voda je proučena prilično dobro i vrlo je rasprostranjena. Prisutni su u gotovo svakom živom organizmu i aktivno su uključeni u mnoge važne biološke procese. Nevodeni elektroliti koristit će se za provođenje elektrokemijskih procesa i raznih kemijskih reakcija. Njihova uporaba dovela je do izuma novih kemijskih izvora energije. Oni igraju važnu ulogu u fotoelektrokemijskim ćelijama, organskoj sintezi, elektrolitnim kondenzatorima.

Otopine elektrolita ovisno o stupnjuDisocijacije se mogu podijeliti na jake, srednje i slabe. Stupanj disocijacije (α) je omjer broja molekula dezintegriranih u nabijene čestice i ukupnog broja molekula. Za jake elektrolite vrijednost α se približava 1, za srednje elektrode α≈0,3, a za slabe α <0,1.

Soli se obično nazivaju jakim elektrolitima, neke kiseline su HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂CO₄, HCIO₄, hidroksidi barija, stroncij, kalcij i alkalijski metali. Ostale baze i kiseline su elektroliti srednje jake ili slabe čvrstoće.

Svojstva otopina elektrolita

Stvaranje otopina često je popraćeno toplinskim učincima i promjenama volumena. Proces otapanja elektrolita u tekućini odvija se u tri stupnja:

1. Razaranje međumolekulskih i kemijskih veza otopljenog elektrolita zahtijeva trošenje određene količine energije i zato se toplina apsorbira (∆N_bit > 0).
2. U ovoj fazi počinje otapalomeđusobno djeluju s elektrolitnim ionima, što rezultira stvaranjem solvata (hidrata u vodenim otopinama). Taj se postupak naziva solvacija i egzotermičan je, tj. nastaje toplina (∆ N_hidra <0).
3. Posljednja faza je difuzija. Ovo je jednolika raspodjela hidrata (solvata) u volumenu otopine. Ovaj postupak zahtijeva troškove energije i zato se otopina hladi (∆N_diferencijal > 0).

Stoga se ukupni toplinski učinak otapanja elektrolita može zapisati na sljedeći način:

ΔН_sol = ∆N_bit + ∆N_hidra + ∆N_diferencijal

Konačni znak općeg toplinskog učinka otapanja elektrolita ovisi o tome koji su sastojci energije učinci. Obično je taj proces endotermičan.

Svojstva otopine prvenstveno ovise o prirodi njegovih sastavnih dijelova. Osim toga, sastav otopine, tlak i temperatura utječu na svojstva elektrolita.

Ovisno o sadržaju otopljenihtvari, sve otopine elektrolita mogu se podijeliti u izrazito razrijeđene (koje sadrže samo "tragove" elektrolita), razrijeđene (s malim sadržajem otopljene tvari) i koncentrirane (sa značajnim sadržajem elektrolita).

Химические реакции в растворах электролитов, koji nastaju prolaskom električne struje dovode do oslobađanja određenih tvari na elektrodama. Taj se fenomen naziva elektroliza i često se koristi u modernoj industriji. Elektrolizom se posebno dobiva aluminij, vodik, klor, natrijev hidroksid, vodikov peroksid i mnoge druge važne tvari.