Rješenja elektrolita

Otopine elektrolita su posebne tekućine koje su djelomično ili potpuno u obliku nabijenih čestica (iona). Poziva se vrlo proces razdvajanja molekula u negativno (anione) i pozitivno nabijene (katione) čestice elektrolitička disocijacija. Disocijacija u otopinama je moguća jedino zbog sposobnosti iona na interakciju s molekulama polarne tekućine koja djeluje kao otapalo.

Koje su elektrolite?

Otopine elektrolita su podijeljene u vodu i nevodenu. Voda je dobro proučena i postala vrlo rasprostranjena. Oni postoje u gotovo svakom živom organizmu i aktivno sudjeluju u mnogim važnim biološkim procesima. Ne-vodeni elektroliti koriste 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 elementima, organskoj sintezi, elektrolitskim kondenzatorima.

Rješenja elektrolita ovisno o stupanj disocijacije mogu se podijeliti na jake, srednje i slabe. Stupanj disocijacije (alfa) je omjer broja molekula koje su propadale u napunjene čestice do ukupnog broja molekula. U jakim elektrolitima, vrijednost alfa pristupa 1, prosjek alfa-asymp-0.3 i slabima alfa<0.1.

Jaki elektroliti obično uključuju soli, neke kiseline - HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HCIO₄, hidroksidi barija, stroncija, kalcija i alkalijski metali. Ostale baze i kiseline su srednji ili slabi elektroliti.

Svojstva otopina elektrolita

Nastajanje otopina često prati termičke efekte i promjene volumena. Proces otapanja elektrolita u tekućini odvija se u tri faze:

1. Uništavanje intermolekularnih i kemijskih veza otopljenog elektrolita zahtijeva potrošnju određene količine energije, pa se stoga apsorpcija topline odvija (ΔH_bit > 0).
2. U ovoj fazi otapalo počinje djelovati u interakciji s ionima elektrolita, što rezultira formiranjem solvata (u vodenim otopinama - hidrati). Taj se proces naziva solvatacija i egzotermna, tj. E. postoji otpuštanje topline (ΔH_hidra < 0).
3. Posljednja faza je difuzija. Ovo je ujednačena raspodjela hidrata (solvata) u rasutom stanju. Ovaj proces zahtijeva trošak energije i stoga se otopina hladi (ΔH_diferencijal > 0).

Dakle, ukupni toplinski učinak otapanja elektrolita može se napisati u ovom obliku:

? H_sol = ΔH_bit + ? H_hidra + ? H_diferencijal

Posljednji znak cjelokupnog toplinskog učinka otapanja elektrolita ovisi o tome što se konstituiraju energetski učinci. Obično je taj proces endoterman.

Svojstva otopine ovise prvenstveno o prirodi sastojaka. Osim toga, sastav otopine, tlaka i temperature utječu na svojstva elektrolita.

Ovisno o sadržaju otapala, sva rješenja elektrolita mogu se podijeliti u ekstremno razrijediti (sadržavati samo "tragove" elektrolita) razrijediti (s malim sadržajem otapala) i koncentrirati (s značajnim sadržajem elektrolita).

Kemijske reakcije u otopinama elektrolita, uzrokovane prolazom električne struje, dovode do oslobađanja određenih tvari na elektrodama. Taj se fenomen naziva elektrolizom i često se koristi u suvremenoj industriji. Konkretno, zbog elektrolize, aluminija, vodika, klora, natrijev hidroksid, vodikov peroksid i mnoge druge važne tvari.