Какво е електролит

Вещества, в които електрическият ток се дължи на движението на йони, т.е. йонна проводимостсе наричат ​​електролити. Електролитите принадлежат към проводници от втори вид, тъй като токът в тях е свързан с химични процеси, а не просто с движението на електрони, както в металите.

Молекулите на тези вещества в разтвор са способни на електролитна дисоциация, тоест те се разлагат, когато се разтварят в положително заредени (катиони) и отрицателно заредени (аниони) йони. Твърди електролити, йонни стопилки и електролитни разтвори могат да бъдат намерени в природата. В зависимост от вида на разтворителя електролитите са водни и неводни, както и специален вид — полиелектролити.

В зависимост от вида йони, на които веществото се разлага при разтваряне във вода, електролити без Н + и ОН- йони (солни електролити), електролити с изобилие от Н + йони (киселини) и електролити с преобладаване на ОН- йони ( основа) могат да бъдат изолирани.

Ако по време на дисоциацията на електролитните молекули се образува равен брой положителни и отрицателни йони, такъв електролит се нарича симетричен. Или асиметричен, ако броят на положителните и отрицателните йони в разтвора не е еднакъв. Примери за симетрични електролити-KCL-1,1-валентен електролит и CaSO4 — 2,2-валентен електролит. Представител на несиметричен електролит е например Н2ТАКА4 — 1,2-валентен електролит.

Всички електролити могат да бъдат грубо разделени на силни и слаби, в зависимост от способността им да се дисоциират. Силните електролити в разредени разтвори се разлагат почти напълно на йони. Те включват голям брой неорганични соли, някои киселини и основи във водни разтвори или разтворители с висока дисоциационна способност, като алкохоли, кетони или амиди.

Слабите електролити се разлагат само частично и са в динамично равновесие с недисоциирани молекули. Те включват голям брой органични киселини, както и много основи в разтворители.

Степента на дисоциация зависи от няколко фактора: температура, концентрация и вида на разтворителя. И така, един и същ електролит при различни температури или при същата температура, но в различни разтворители, ще бъде дисоцииран в различна степен.

Тъй като електролитичната дисоциация, по дефиниция, генерира по -голям брой частици в разтвор, това води до значителни разлики във физическите свойства на разтворите на електролити и вещества от различен вид: осмотичното налягане се увеличава, температурата на замръзване се променя по отношение на чистотата разтворител и др.

Често електролитните йони участват в електрохимичните процеси и химичните реакции като независими кинетични единици, независимо от други йони, присъстващи в разтвора: на електродите, потопени в електролита, когато токът преминава през електролита, протичат окислително -възстановителни реакции, чиито продукти се добавят към електролитния състав.

По този начин електролитите са сложни системи от вещества, които включват йони, молекули на разтворител, недисоциирани разтворени молекули, йонни двойки и по -големи съединения. Следователно свойствата на електролитите се определят от редица фактори: естеството на йонно-молекулярните и йон-йонните взаимодействия, промените в структурата на разтворителя в присъствието на разтворени частици и т.н.

Йони и молекули на полярни електролити взаимодействат много активно помежду си, което води до образуване на солватационни структури, чиято роля става по -значима с намаляване на размера на йони и с увеличаване на техните валентности. Енергията на разтваряне е мярка за взаимодействието на електролитните йони с молекулите на разтворителя.

Електролитите, в зависимост от тяхната концентрация, са: разредени разтвори, преходни и концентрирани. Разредените разтвори са сходни по структура с чист разтворител, но присъстващите йони нарушават тази структура чрез своето влияние. Такива слаби разтвори на силни електролити се различават от идеалните разтвори по свойства поради електростатичното взаимодействие между йони.

Преходният район на концентрация се характеризира със значителна промяна в структурата на разтворителя поради влиянието на йони. При още по -висока концентрация повечето молекули на разтворителя участват в солватационни структури с йони, като по този начин създават дефицит на разтворител.

Концентрираният разтвор има структура, близка до йонна стопилка или кристален солват, характеризираща се с висока подреденост и еднородност на йонните структури. Тези йонни структури се свързват помежду си и с водни молекули чрез сложни взаимодействия.

Високотемпературните и нискотемпературните области на техните свойства, както и регионите с високо и нормално налягане, са характерни за електролитите. С повишаване на налягането или температурата моларното подреждане на разтворителя намалява и влиянието на асоциативните и солтационни ефекти върху свойствата на разтвора отслабва. И когато температурата падне под точката на топене, някои електролити преминават в стъклено състояние. Пример за такъв електролит е воден разтвор на LiCl.

Днес електролитите играят особено важна роля в света на технологиите и биологията. В биологичните процеси електролитите действат като среда за неорганичен и органичен синтез, а в технологията — основа за електрохимично производство.

Електролиза, електрокатализа, корозия на метали, електрокристализация — тези явления заемат важни места в много съвременни индустрии, особено по отношение на енергетиката и опазването на околната среда.

Вижте също: Производство на водород чрез електролиза на вода — технология и оборудване