Soluzioni elettrolitiche

Le soluzioni elettrolitiche sono specialiliquidi che sono parzialmente o completamente sotto forma di particelle cariche (ioni). Il processo di scissione delle molecole in particelle negative (anioni) e cariche positive (cationi) è chiamato dissociazione elettrolitica. La dissociazione nelle soluzioni è possibile solo grazie alla capacità degli ioni di interagire con le molecole di un liquido polare, che agisce come un solvente.

Cosa sono gli elettroliti?

Le soluzioni elettrolitiche sono divise in acqua enon acquoso. L'acqua ha studiato abbastanza bene e sono molto diffuse. Esistono in quasi tutti gli organismi viventi e sono attivamente coinvolti in molti importanti processi biologici. Elettroliti non acquosi vengono utilizzati per condurre processi elettrochimici e varie reazioni chimiche. Il loro uso ha portato all'invenzione di nuove fonti di energia chimica. Svolgono un ruolo importante nelle cellule fotoelettrochimiche, nella sintesi organica, nei condensatori elettrolitici.

Soluzioni elettrolitiche a seconda del gradola dissociazione può essere divisa in forte, media e debole. Il grado di dissociazione (α) è il rapporto tra il numero di molecole disciolte in particelle cariche e il numero totale di molecole. Per elettroliti forti, il valore di α si avvicina a 1, per quelli medi, α≈0.3, e per quelli deboli, α <0.1.

I sali sono solitamente riferiti a forti elettroliti, alcuni acidi - HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂CO₄, HClO₄, idrossidi di bario, stronzio, calcio e metalli alcalini. Altre basi e acidi sono elettroliti di intensità moderata o bassa.

Proprietà delle soluzioni elettrolitiche

La formazione di soluzioni è spesso accompagnata da effetti termici e un cambiamento di volume. Il processo di scioglimento dell'elettrolito in un liquido avviene in tre fasi:

1. La distruzione dei legami intermolecolari e chimici dell'elettrolito disciolto richiede il dispendio di una certa quantità di energia e, pertanto, il calore viene assorbito (ΔH_{po '} > 0).
2. In questa fase inizia il solventeinteragire con gli ioni elettrolitici, con conseguente formazione di solvati (idrati in soluzioni acquose). Questo processo è chiamato solvatazione ed è esotermico, cioè il calore è generato (ΔH_idra <0).
3. L'ultima fase è la diffusione. Questa è una distribuzione uniforme di idrati (solvati) nel volume della soluzione. Questo processo richiede energia e quindi la soluzione viene raffreddata (ΔH_{differenziale} > 0).

Pertanto, l'effetto termico totale della dissoluzione dell'elettrolita può essere scritto in questa forma:

? H_sol = ΔН_{po '} + ΔН_idra + ΔН_{differenziale}

Il segno finale dell'effetto termico totale della dissoluzione dell'elettrolita dipende dai componenti degli effetti energetici. Di solito questo processo è endotermico.

Le proprietà della soluzione dipendono principalmente dalla natura dei componenti che la compongono. Inoltre, la composizione della soluzione, la pressione e la temperatura influenzano le proprietà dell'elettrolito.

A seconda del contenuto di discioltosostanze tutte le soluzioni elettrolitiche possono essere suddivise in estremamente diluite (che contengono solo "tracce" di elettrolita), diluite (con un basso contenuto di soluto) e concentrate (con un contenuto significativo di elettrolito).

Reazioni chimiche nelle soluzioni elettrolitiche,che sono causati dal passaggio della corrente elettrica portano al rilascio di alcune sostanze sugli elettrodi. Questo fenomeno è chiamato elettrolisi e viene spesso utilizzato nell'industria moderna. In particolare, l'elettrolisi produce alluminio, idrogeno, cloro, idrossido di sodio, perossido di idrogeno e molte altre sostanze importanti.