สารละลายอิเล็กโทรไลต์

สารละลายอิเล็กโทรไลต์มีความพิเศษของเหลวที่บางส่วนหรือทั้งหมดอยู่ในรูปของอนุภาคที่มีประจุ (ไอออน) กระบวนการแยกโมเลกุลออกเป็นอนุภาคลบ (แอนไอออน) และอนุภาคประจุบวก (ไอออนบวก) เรียกว่าการแยกตัวด้วยไฟฟ้า การแตกตัวในสารละลายเป็นไปได้เนื่องจากความสามารถของไอออนในการโต้ตอบกับโมเลกุลของของเหลวที่มีขั้วซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวทำละลาย

อิเล็กโทรไลต์คืออะไร

สารละลายอิเล็กโทรไลต์แบ่งออกเป็นน้ำและไม่เป็นน้ำ สัตว์น้ำได้รับการศึกษาค่อนข้างดีและแพร่หลายมาก พบได้ในสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดและเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางชีววิทยาที่สำคัญหลายอย่าง อิเล็กโทรไลต์ที่ไม่เป็นน้ำใช้สำหรับทำกระบวนการไฟฟ้าเคมีและปฏิกิริยาเคมีต่างๆ การใช้งานของพวกเขานำไปสู่การคิดค้นแหล่งพลังงานเคมีใหม่ พวกมันมีบทบาทสำคัญในเซลล์โฟโตอิเล็กโทรเคมีการสังเคราะห์สารอินทรีย์และตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์

สารละลายอิเล็กโทรไลต์ขึ้นอยู่กับระดับความร้าวฉานสามารถแบ่งออกเป็นเข้มแข็งปานกลางและอ่อนแอ ระดับของการแยกตัว (α) คืออัตราส่วนของจำนวนโมเลกุลที่แตกตัวเป็นอนุภาคที่มีประจุต่อจำนวนโมเลกุลทั้งหมด สำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่เข้มข้นค่าของαจะเข้าใกล้ 1 สำหรับอิเล็กโทรไลต์ขนาดกลางα0.3และสำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอα <0.1

อิเล็กโทรไลต์ที่แรงมักประกอบด้วยเกลือกรดบางชนิด - HCl, HBr, HI, HNO₃, ซ₂CO₄, HClO₄ไฮดรอกไซด์ของแบเรียมสตรอนเทียมแคลเซียมและโลหะอัลคาไล เบสและกรดอื่น ๆ เป็นอิเล็กโทรไลต์ปานกลางถึงอ่อน

คุณสมบัติของสารละลายอิเล็กโทรไลต์

การก่อตัวของสารละลายมักมาพร้อมกับผลกระทบด้านความร้อนและการเปลี่ยนแปลงของปริมาตร กระบวนการละลายอิเล็กโทรไลต์ในของเหลวเกิดขึ้นในสามขั้นตอน:

1. การทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลและเคมีของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายนั้นต้องใช้พลังงานจำนวนหนึ่งดังนั้นการดูดความร้อนจึงเกิดขึ้น (∆Н_ตัด > 0)
2. ในขั้นตอนนี้ตัวทำละลายจะเริ่มขึ้นทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์อิออนส่งผลให้เกิดตัวละลาย (ในสารละลายในน้ำ - ไฮเดรต) กระบวนการนี้เรียกว่าการละลายและคายความร้อนกล่าวคือ ความร้อนถูกปล่อยออกมา (∆ Н_{ไฮดรา} <0)
3. ขั้นตอนสุดท้ายคือการแพร่กระจาย นี่คือการกระจายตัวของไฮเดรต (ตัวละลาย) อย่างสม่ำเสมอในปริมาตรของสารละลาย กระบวนการนี้ต้องใช้พลังงานดังนั้นสารละลายจึงถูกทำให้เย็นลง (∆Н_{ความแตกต่าง} > 0)

ดังนั้นผลกระทบทางความร้อนทั้งหมดของการละลายอิเล็กโทรไลต์สามารถเขียนได้ดังนี้:

∆H_โซล = ∆H_ตัด + ∆H_{ไฮดรา} + ∆H_{ความแตกต่าง}

สัญญาณสุดท้ายของผลกระทบทางความร้อนโดยทั่วไปของการละลายของอิเล็กโทรไลต์ขึ้นอยู่กับผลกระทบของพลังงานที่เป็นส่วนประกอบ โดยปกติกระบวนการนี้คือการดูดความร้อน

คุณสมบัติของสารละลายขึ้นอยู่กับลักษณะของส่วนประกอบที่เป็นส่วนประกอบเป็นหลัก นอกจากนี้องค์ประกอบของสารละลายความดันและอุณหภูมิมีผลต่อคุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์

ขึ้นอยู่กับเนื้อหาของการละลายสารสารละลายอิเล็กโทรไลต์ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นแบบเจือจางมาก (ซึ่งมีเพียง "ร่องรอย" ของอิเล็กโทรไลต์) เจือจาง (มีตัวถูกละลายเล็กน้อย) และเข้มข้น (มีปริมาณอิเล็กโทรไลต์สำคัญ)

ปฏิกิริยาเคมีในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเกิดจากการผ่านของกระแสไฟฟ้านำไปสู่การปลดปล่อยสารบางอย่างบนอิเล็กโทรด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าอิเล็กโทรลิซิสและมักใช้ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอะลูมิเนียมไฮโดรเจนคลอรีนโซเดียมไฮดรอกไซด์ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และสารสำคัญอื่น ๆ อีกมากมายจะได้รับจากการอิเล็กโทรลิซิส