Elektrolit çözeltileri, kısmen veya tamamen yüklü parçacıklar (iyonlar) şeklinde olan özel sıvılardır. Molekülleri negatif (anyonlar) ve pozitif yüklü (katyonlar) parçacıklara ayırma işlemine elektrolitik ayrışma denir. Çözeltilerde ayrışma, yalnızca iyonların çözücü görevi gören polar sıvının molekülleri ile etkileşime girme yeteneği nedeniyle mümkündür.
Elektrolitler nelerdir
Elektrolit çözeltileri sulu ve susuz olarak ikiye ayrılır. Sulu olanlar oldukça iyi çalışılmıştır ve çok yaygındır. Hemen hemen her canlı organizmada bulunurlar ve birçok önemli biyolojik süreçte aktif olarak yer alırlar. Susuz elektrolitler, elektrokimyasal işlemleri ve çeşitli kimyasal reaksiyonları gerçekleştirmek için kullanılır. Kullanımları yeni kimyasal enerji kaynaklarının icadına yol açmıştır. Fotoelektrokimyasal hücrelerde, organik sentezde, elektrolitik kapasitörlerde önemli bir rol oynarlar.
Ayrışma derecesine bağlı olarak elektrolit çözeltileri şu şekilde ayrılabilir:güçlü, orta ve zayıf. Ayrışma derecesi (α), yüklü parçacıklara ayrışan molekül sayısının toplam molekül sayısına oranıdır. Güçlü elektrolitler için α değeri 1'e, orta elektrolitler α≈0.3 için ve zayıf elektrolitler α<0 için 1'e yaklaşır.
Güçlü elektrolitler genellikle tuzları, bazı asitleri içerir - HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4, baryum, stronsiyum, kalsiyum ve alkali metallerin hidroksitleri. Diğer bazlar ve asitler orta veya zayıf elektrolitlerdir.
Elektrolit çözeltilerinin özellikleri
Çözeltilerin oluşumuna genellikle termal etkiler ve hacim değişiklikleri eşlik eder. Elektrolitin sıvı içinde çözülmesi işlemi üç aşamada gerçekleşir:
- Çözünmüş elektrolitin moleküller arası ve kimyasal bağlarının yok edilmesi, belirli bir miktarda enerji harcanmasını gerektirir ve bu nedenle ısı emilir (∆Нresolved> 0).
- Bu aşamada, çözücü elektrolit iyonlarıyla etkileşime girerek solvatların (sulu çözeltilerde - hidratlarda) oluşmasına neden olur. Bu işleme solvasyon denir ve ekzotermiktir, yani. ısı açığa çıkar (∆ Нhydr < 0).
- Son adım difüzyondur. Bu, çözeltinin hacmindeki hidratların (solvatların) düzgün dağılımıdır. Bu işlem enerji maliyeti gerektirir ve bu nedenle çözüm soğutulur (∆Нdif > 0).
Böylece elektrolit çözünmesinin toplam termal etkisi şu şekilde yazılabilir:
∆Нsolv=∆Нrelease + ∆Нhydr + ∆Н fark
Elektrolit çözünmesinin toplam termal etkisinin son işareti, bileşen enerji etkilerinin ne olduğuna bağlıdır. Bu süreç genellikle endotermiktir.
Bir çözümün özellikleri öncelikle onu oluşturan bileşenlerin doğasına bağlıdır. Ayrıca elektrolitin özellikleri çözeltinin bileşimi, basınç ve sıcaklıktan etkilenir.
Çözünmüş maddenin içeriğine bağlı olarak, tüm elektrolit çözeltileri aşırı derecede seyreltik (yalnızca elektrolit "izlerini" içerir), seyreltik (küçük bir çözülmüş madde içeriği ile) ve konsantre (bir miktar elektrolitin önemli bir içeriği).
Elektrik akımının geçişinin neden olduğu elektrolit çözeltilerindeki kimyasal reaksiyonlar, elektrotlar üzerinde belirli maddelerin salınmasına neden olur. Bu fenomene elektroliz denir ve genellikle modern endüstride kullanılır. Özellikle elektroliz, alüminyum, hidrojen, klor, sodyum hidroksit, hidrojen peroksit ve diğer birçok önemli maddeyi üretir.
