Elektrolītu šķīdumi

Растворы электролитов представляют собой особые šķidrumi, kas daļēji vai pilnībā ir uzlādētu daļiņu (jonu) veidā. Molekulu sadalīšanas procesu negatīvās (anjonu) un pozitīvi uzlādētās (katjonu) daļās sauc par elektrolītisko disociāciju. Šķīdumu atdalīšana ir iespējama tikai tāpēc, ka joniem ir iespēja mijiedarboties ar polāro šķidrumu molekulām, kas darbojas kā šķīdinātājs.

Kas ir elektrolīti

Elektrolītu šķīdumus sadala ūdens unbezūdens. Ūdensdzīvnieki ir pētīti diezgan labi un ir ļoti plaši izplatīti. Tie ir sastopami gandrīz katrā dzīvā organismā un aktīvi iesaistās daudzos svarīgos bioloģiskos procesos. Bezūdens elektrolītus izmanto elektroķīmisko procesu un dažādu ķīmisko reakciju veikšanai. To izmantošana noveda pie jaunu ķīmisko enerģijas avotu izgudrošanas. Viņiem ir svarīga loma fotoelektroķīmiskajās šūnās, organiskajā sintēzē un elektrolītu kondensatoros.

Elektrolītu šķīdumi atkarībā no pakāpesdisociāciju var iedalīt spēcīgā, vidējā un vājā. Disociācijas pakāpe (α) ir lādētajās daļiņās sadalījušos molekulu skaita attiecība pret kopējo molekulu skaitu. Spēcīgiem elektrolītiem α vērtība tuvojas 1, vidējiem - α≈0,3 un vājiem - α <0,1.

Spēcīgajos elektrolītos parasti ir sāļi, virkne dažu skābju - HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂AR₄, HClO₄, bārija, stroncija, kalcija un sārmu metālu hidroksīdi. Citas bāzes un skābes ir vidēja vai vāja stipruma elektrolīti.

Elektrolītu šķīdumu īpašības

Šķīdumu veidošanos bieži papildina termiskie efekti un tilpuma izmaiņas. Elektrolīta šķīšana šķidrumā notiek trīs posmos:

1. Izšķīdušā elektrolīta starpmolekulāro un ķīmisko saišu iznīcināšana prasa noteiktu enerģijas daudzumu, un tāpēc notiek siltuma absorbcija (∆Н_griezt > 0).
2. Šajā posmā sākas šķīdinātājsmijiedarbojas ar elektrolītu joniem, kā rezultātā veidojas solvāti (ūdens šķīdumos - hidrāti). Šo procesu sauc par solvāciju un tas ir eksotermisks, t.i. izdalās siltums (∆ Н_hidras <0).
3. Pēdējais posms ir difūzija. Tas ir vienāds hidrātu (solvātu) sadalījums šķīduma tilpumā. Šim procesam nepieciešams enerģijas patēriņš, un tāpēc šķīdumu atdzesē (.Н_dif > 0).

Tādējādi elektrolītu šķīdināšanas kopējo termisko efektu var uzrakstīt šādi:

∆H_sol = ∆H_griezt + ∆H_hidras + ∆H_dif

Elektrolīta šķīdināšanas vispārējā termiskā efekta pēdējā pazīme ir atkarīga no tā, kādi būs enerģijas enerģijas efekti. Parasti šis process ir endotermisks.

Šķīduma īpašības galvenokārt ir atkarīgas no tā sastāvdaļu rakstura. Turklāt šķīduma sastāvs, spiediens un temperatūra ietekmē elektrolīta īpašības.

Atkarībā no izšķīdušā saturaVielas, visus elektrolītu šķīdumus var iedalīt īpaši atšķaidītos (kas satur tikai elektrolīta "pēdas"), atšķaidītos (ar nelielu izšķīdušās vielas saturu) un koncentrētos (ar ievērojamu elektrolītu saturu).

Ķīmiskās reakcijas elektrolītu šķīdumos,ko izraisa elektriskās strāvas pāreja noved pie noteiktu vielu izdalīšanās uz elektrodiem. Šo fenomenu sauc par elektrolīzi, un to bieži izmanto mūsdienu rūpniecībā. Elektrolīzes ceļā iegūst alumīniju, ūdeņradi, hloru, nātrija hidroksīdu, ūdeņraža peroksīdu un daudzas citas svarīgas vielas.