Разтвори на електролити

Електролитните разтвори са специални флуиди, които са частично или напълно под формата на заредени частици (йони). Процесът на разделяне на молекулите в отрицателни (аниони) и позитивно заредени (катиони) частици се нарича електролитна дисоциация. Дисоциацията в разтвори е възможна само поради способността на йоните да взаимодействат с молекулите на полярната течност, която действа като разтворител.

Какви са електролитите?

Разтворите на електролитите се разделят на вода и неводни. Водата е проучена доста добре и е станала много разпространена. Те съществуват в почти всеки жив организъм и активно участват в много важни биологични процеси. Не-водните електролити се използват за провеждане на електрохимични процеси и различни химични реакции. Използването им доведе до изобретяването на нови източници на химическа енергия. Те играят важна роля във фотоелектрохимичните елементи, органичния синтез, електролитните кондензатори.

Разтвори на електролити в зависимост от степен на дисоциация могат да бъдат разделени на силни, средни и слаби. Степента на дисоциация (алфа-) е съотношението на броя на молекулите, които се разпадат на заредени частици, към общия брой молекули. При силни електролити стойността алфа- подходи 1, средната стойност алфа-асимп-0.3, а за слабите алфа-<0.1.

Силните електролити обикновено включват соли, някои киселини - НС1, HBr, HI, HNO₃, Н₂SO₄, HClO₄, хидроксиди на барий, стронций, калций и алкални метали. Други бази и киселини са средни или слаби електролити.

Свойства на разтвори на електролити

Образуването на разтвори често се съпровожда от топлинни ефекти и промени в обема. Процесът на разтваряне на електролита в течност се осъществява на три етапа:

1. Унищожаването на междумолекулните и химичните връзки на разтворения електролит изисква изразходването на определено количество енергия и затова се получава абсорбция на топлина (ΔH_малко > 0).
2. На този етап разтворителят започва да взаимодейства с електролитните йони, което води до образуване на солвати (във водни разтвори - хидрати). Този процес се нарича солвация и е екзотермичен, т.е. има освобождаване на топлина (ΔH_хидра < 0).
3. Последният етап е дифузия. Това е равномерно разпределение на хидрати (солвати) в основния разтвор. Този процес изисква разходи за енергия и следователно разтворът се охлажда (ΔH_{диференциал} > 0).

По този начин общият термичен ефект на разтваряне на електролита може да бъде написан в тази форма:

? Н_сол = ΔH_малко + ? Н_хидра + ? Н_{диференциал}

Крайният знак за цялостния термичен ефект на разтваряне на електролита зависи от това, което съставните енергийни ефекти се оказват. Обикновено този процес е ендотермичен.

Свойствата на разтвора зависят главно от естеството на съставните компоненти. В допълнение, съставът на разтвора, налягането и температурата влияят върху свойствата на електролита.

В зависимост от съдържанието на всички разтвори разтворено вещество електролит могат да бъдат разделени в много разреден (в който съдържа само "следи" електролити), разредени (съдържащ малко количество разтворено вещество) и се концентрира (със значително съдържание на електролит).

Химичните реакции в разтворите на електролитите, които са причинени от преминаването на електрически ток, водят до отделянето на определени вещества върху електродите. Това явление се нарича електролиза и често се използва в съвременната индустрия. По-специално, поради електролиза, алуминий, водород, хлор, натриев хидроксид, водороден пероксид и много други важни вещества.