محلول های الکترولیت مایعات خاصی هستند که به طور جزئی یا کامل به شکل ذرات باردار (یون) هستند. فرآیند تقسیم مولکول ها به ذرات با بار منفی (آنیون ها) و با بار مثبت (کاتیون ها) تفکیک الکترولیتی نامیده می شود. تفکیک در محلول‌ها تنها به دلیل توانایی یون‌ها در تعامل با مولکولهای مایع قطبی، که به عنوان یک حلال عمل می‌کند، امکان‌پذیر است.
الکترولیت چیست
محلول های الکترولیت به دو دسته آبی و غیر آبی تقسیم می شوند. نمونه های آبی به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته اند و بسیار گسترده هستند. آنها تقریباً در هر موجود زنده یافت می شوند و به طور فعال در بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی مهم نقش دارند. الکترولیت های غیر آبی برای انجام فرآیندهای الکتروشیمیایی و واکنش های شیمیایی مختلف استفاده می شوند. استفاده از آنها منجر به اختراع منابع جدید انرژی شیمیایی شده است. آنها نقش مهمی در سلول های فوتوالکتروشیمیایی، سنتز آلی، خازن های الکترولیتی دارند.
محلول های الکترولیت بسته به درجه تفکیک را می توان به دو دسته تقسیم کردقوی، متوسط و ضعیف. درجه تفکیک (α) نسبت تعداد مولکولهای تجزیه شده به ذرات باردار به تعداد کل مولکولها است. برای الکترولیت های قوی، مقدار α به 1، برای الکترولیت های متوسط α≈0.3، و برای الکترولیت های ضعیف α<0، 1.
می رسد.
الکترولیت‌های قوی معمولاً شامل نمک‌ها، تعدادی از اسیدها هستند - HCl، HBr، HI، HNO3، H2SO4، HClO4، هیدروکسیدهای باریم، استرانسیوم، کلسیم و فلزات قلیایی. سایر بازها و اسیدها الکترولیت های متوسط یا ضعیف هستند.
خواص محلول های الکترولیت
تشکیل محلول ها اغلب با اثرات حرارتی و تغییرات حجمی همراه است. فرآیند حل شدن الکترولیت در مایع در سه مرحله انجام می شود:
- تخریب پیوندهای بین مولکولی و شیمیایی الکترولیت محلول مستلزم صرف مقدار معینی انرژی است و بنابراین گرما جذب می شود (∆Нحل شده > 0).
- در این مرحله، حلال شروع به برهمکنش با یون های الکترولیت می کند و در نتیجه حلال ها (در محلول های آبی - هیدرات ها) تشکیل می شود. این فرآیند حلالیت نامیده می شود و گرمازا است، یعنی. گرما آزاد می شود (∆ Нhydr < 0).
- آخرین مرحله انتشار است. این توزیع یکنواخت هیدرات ها (محلول ها) در حجم محلول است. این فرآیند به هزینه های انرژی نیاز دارد و بنابراین محلول خنک می شود (∆Нdif > 0).
بنابراین، کل اثر حرارتی انحلال الکترولیت را می توان به صورت زیر نوشت:
∆Нsolv=∆Нrelease + ∆Нhydr + ∆Н تفاوت
علامت نهایی اثر حرارتی کل انحلال الکترولیت بستگی به این دارد که اثرات انرژی تشکیل دهنده چه خواهد بود. این فرآیند معمولا گرماگیر است.
خواص یک محلول در درجه اول به ماهیت اجزای تشکیل دهنده آن بستگی دارد. علاوه بر این، خواص الکترولیت تحت تأثیر ترکیب محلول، فشار و دما قرار می گیرد.
بسته به محتوای ماده محلول، همه محلول های الکترولیت را می توان به بسیار رقیق (که فقط حاوی "اثر" الکترولیت است)، رقیق (با مقدار کمی از ماده محلول) و غلیظ (با مقدار کمی از ماده محلول) تقسیم کرد. محتوای قابل توجهی از الکترولیت).
واکنش های شیمیایی در محلول های الکترولیت که در اثر عبور جریان الکتریکی ایجاد می شود، منجر به آزاد شدن مواد خاصی روی الکترودها می شود. این پدیده الکترولیز نامیده می شود و اغلب در صنعت مدرن استفاده می شود. به طور خاص، الکترولیز باعث تولید آلومینیوم، هیدروژن، کلر، هیدروکسید سدیم، پراکسید هیدروژن و بسیاری از مواد مهم دیگر می شود.
