Ce este un electrolit

Substanțe în care curentul electric se datorează mișcării ionilor, adică. conductivitate ionicăse numesc electroliți. Electroliții aparțin conductoarelor de al doilea tip, deoarece curentul din ei este legat de procesele chimice și nu doar de mișcarea electronilor, ca în metale.

Moleculele acestor substanțe în soluție sunt capabile de disociere electrolitică, adică se descompun atunci când sunt dizolvate în ioni încărcați pozitiv (cationi) și negativ (anioni). Electroliții solizi, topiturile ionice și soluțiile de electroliți pot fi găsite în natură. În funcție de tipul de solvent, electroliții sunt apoși și neapoși, precum și un tip special - polielectroliți.

În funcție de tipul de ioni în care substanța se descompune atunci când este dizolvată în apă, electroliți fără ioni H + și OH- (electroliți de sare), electroliți cu abundență de ioni H + (acizi) și electroliți cu predominanță de ioni OH- ( baza) pot fi izolate.

Dacă în timpul disocierii moleculelor de electrolit se formează un număr egal de ioni pozitivi și negativi, un astfel de electrolit se numește simetric.Sau asimetric dacă numărul de ioni pozitivi și negativi din soluție nu este același. Exemple de electroliți simetrici - KCl - electrolit 1,1-valent și CaSO4 - electrolit 2,2-valent. Un reprezentant al unui electrolit asimetric este, de exemplu, H2TAKA4 - un electrolit 1,2-valent.

Toți electroliții pot fi împărțiți aproximativ în puternici și slabi, în funcție de capacitatea lor de a se disocia. Electroliții puternici din soluțiile diluate se descompun aproape complet în ioni. Acestea includ un număr mare de săruri anorganice, unii acizi și baze în soluții apoase sau solvenți cu putere mare de disociere, precum alcooli, cetone sau amide.

Electroliții slabi sunt doar parțial descompuși și sunt în echilibru dinamic cu moleculele nedisociate. Acestea includ un număr mare de acizi organici, precum și multe baze în solvenți.

Gradul de disociere depinde de mai mulți factori: temperatură, concentrație și tipul de solvent. Deci, același electrolit la temperaturi diferite, sau la aceeași temperatură, dar în solvenți diferiți, va fi disociat în grade diferite.

Deoarece disocierea electrolitică, prin definiție, generează un număr mai mare de particule în soluție, duce la diferențe semnificative în proprietățile fizice ale soluțiilor de electroliți și substanțe de diferite tipuri: presiunea osmotică crește, temperatura de îngheț se modifică în raport cu puritatea solventului. si altii.

Ionii electroliți participă adesea la procesele electrochimice și reacțiile chimice ca unități cinetice independente, independente de alți ioni prezenți în soluție: pe electrozii scufundați în electrolit, când curentul trece prin electrolit, au loc reacții de oxidare-reducere, produșii de care se adaugă la compoziţia electrolitică .

Astfel, electroliții sunt sisteme complexe de substanțe care includ ioni, molecule de solvent, molecule de soluți nedisociate, perechi de ioni și compuși mai mari. Prin urmare, proprietățile electroliților sunt determinate de o serie de factori: natura interacțiunilor ion-moleculare și ion-ion, modificări ale structurii solventului în prezența particulelor dizolvate etc.

Ionii și moleculele electroliților polari interacționează foarte activ între ele, ceea ce duce la formarea structurilor de solvație, al căror rol devine mai semnificativ odată cu scăderea dimensiunii ionilor și creșterea valențelor acestora. Energia de solvație este o măsură a interacțiunii ionilor electroliți cu moleculele de solvent.

Electroliții, în funcție de concentrația lor, sunt: ​​soluții diluate, tranzitorii și concentrate. Soluțiile diluate sunt similare ca structură cu un solvent pur, dar ionii prezenți perturbă această structură prin influența lor. Astfel de soluții slabe de electroliți puternici diferă de soluțiile ideale în proprietăți datorită interacțiunii electrostatice dintre ioni.

Regiunea de tranziție a concentrației este caracterizată printr-o modificare semnificativă a structurii solventului datorită influenței ionilor.La o concentrație și mai mare, majoritatea moleculelor de solvent participă la structurile de solvatare cu ioni, creând astfel un deficit de solvent.

Soluția concentrată are o structură apropiată de topitura ionică sau solvat cristalin, caracterizată prin ordinul ridicat și uniformitatea structurilor ionice. Aceste structuri ionice se leagă între ele și cu moleculele de apă prin interacțiuni complexe.

Regiunile de temperatură înaltă și joasă ale proprietăților lor, precum și regiunile de presiune înaltă și normală, sunt caracteristice electroliților. Pe măsură ce presiunea sau temperatura crește, ordonarea molară a solventului scade și influența efectelor asociative și de solizare asupra proprietăților soluției scade. Și când temperatura scade sub punctul de topire, unii electroliți intră într-o stare sticloasă. Un exemplu de astfel de electrolit este o soluție apoasă de LiCl.

Astăzi, electroliții joacă un rol deosebit de important în lumea tehnologiei și a biologiei. În procesele biologice, electroliții acționează ca mediu pentru sinteza anorganică și organică, iar în tehnologie ca bază pentru producția electrochimică.

Electroliza, electrocataliza, coroziunea metalelor, electrocristalizarea — aceste fenomene ocupă locuri importante în multe industrii moderne, în special în ceea ce privește protecția energiei și a mediului.

Vezi si: Producția de hidrogen prin electroliza apei — tehnologie și echipamente