פתרונות של אלקטרוליטים

פתרונות של אלקטרוליטים הם מיוחדיםנוזלים, אשר באופן חלקי או מלא בצורה של חלקיקים טעונים (יונים). עצם התהליך של פיצול מולקולות לשליליות (אניונים) וחלקיקים טעונים חיובי (קטיונים) נקרא דיסוציאציה אלקטרוליטית. דיסוציאציה בפתרונות מתאפשרת רק בשל יכולתם של יונים לקיים אינטראקציה עם מולקולות הנוזל הקוטבי, המפעילה כממס.

מה הם אלקטרוליטים?

פתרונות של אלקטרוליטים מחולקים למים ולא מימית. המים נחקרו היטב והפכו נפוצים מאוד. הם קיימים כמעט בכל אורגניזם חי ונוטלים חלק פעיל בתהליכים ביולוגיים חשובים רבים. אלקטרוליטים שאינם מימיים משמשים לביצוע תהליכים אלקטרוכימיים ותגובות כימיות שונות. השימוש בהם הוביל להמצאת מקורות אנרגיה כימיים חדשים. הם ממלאים תפקיד חשוב באלמנטים photelectrochemical, סינתזה אורגנית, קבלים אלקטרוליטים.

פתרונות של אלקטרוליטים בהתאם לתוארניתוק יכול להיות מחולק חזק, בינוני וחלש. דרגת הדיסוציאציה (α) היא היחס בין מספר המולקולות שנרקבו לחלקיקים טעונים למספר הכולל של המולקולות. ב אלקטרוליטים חזקים, הערך של α גישות 1, עבור α 0.0 α בינוני, עבור α חלש <0.1.

אלקטרוליטים חזקים כוללים בדרך כלל מלחים, מספר חומצות מסוימות - HCl, HBR, HI, HNO₃, ח₂לכן₄, HClO₄, הידרוקסידים של בריום, סטרונציום, סידן ומתכות אלקליות. בסיסים אחרים וחומצות הם אלקטרוליטים בינוניים או חלשים.

תכונות של פתרונות אלקטרוליטים

היווצרות של פתרונות מלווה לעתים קרובות על ידי השפעות תרמיות ושינויים בנפח. תהליך הפירוק של אלקטרוליט בנוזל מתרחש בשלושה שלבים:

1. הרס הקשרים הבין-מולקולריים והכימיים של אלקטרוליט מומס מחייב את ההוצאות של כמות מסוימת של אנרגיה, ולכן, ספיגת החום מתרחשת (ΔH_exp > 0).
2. בשלב זה, הממס מתחילאינטראקציה עם יונים של אלקטרוליט, וכתוצאה מכך היווצרות של solvates (ב מימית פתרונות - hydrates). תהליך זה נקרא הפיתרון והוא אקסותרמי, א. יש שחרור חום (ΔH_הידרא <0).
3. השלב האחרון הוא דיפוזיה. זוהי התפלגות אחידה של hydrates (solvates) בפתרון בתפזורת. תהליך זה דורש עלויות אנרגיה ולכן הפתרון הוא מקורר (ΔH_הבדל > 0).

לכן, ההשפעה התרמית הכוללת של המסת אלקטרוליט ניתן לכתוב בצורה זו:

Δay_raststv 49 Δay_exp + ΔН_הידרא + ΔН_הבדל

הסימן הסופי של אפקט תרמי הכולל של המסת אלקטרוליט תלוי מה ההשפעות האנרגיה המרכיבים להתברר להיות. בדרך כלל תהליך זה הוא אנדותרמי.

מאפייני הפתרון תלויים בעיקר בטבע המרכיבים המרכיבים. בנוסף, הרכב הפתרון, הלחץ והטמפרטורה משפיעים על תכונות האלקטרוליט.

בהתאם מומסחומרים, כל הפתרונות של אלקטרוליטים ניתן לחלק לדלל מאוד (המכיל רק "עקבות" של אלקטרוליט) מדולל (עם תוכן קטן של מומס) מרוכז (עם תוכן משמעותי של אלקטרוליט).

תגובות כימיות בפתרונות אלקטרוליטים,אשר נגרמות על ידי מעבר של זרם חשמלי, להוביל לשחרור של חומרים מסוימים על האלקטרודות. תופעה זו נקראת אלקטרוליזה והיא משמשת לעתים קרובות בתעשייה המודרנית. בפרט, הודות אלקטרוליזה, אלומיניום, מימן, כלור, hydroxide נתרן, מי חמצן וחומרים חשובים אחרים מתקבלים.