Разтвори на електролити

Разтворите на електролитите са специалнитечности, които са частично или напълно под формата на заредени частици (йони). Самият процес на разделяне на молекулите на отрицателни (аниони) и положително 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 иневоден. 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 степентадисоциацията може да бъде разделена на силни, средни и слаби. Степента на дисоциация (α) е съотношението на броя на молекулите, които се разпадат на заредени частици, към общия брой молекули. При силни електролити стойността на α достига 1, за средна а ≈ 0,3 и за слаба α <0,1.

Силните електролити обикновено включват соли, известен брой киселини - НС1, HBr, HI, HNO₃, Н.₂SO₄, НС1О₄, 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 започвавзаимодействат с йоните на електролита, което води до образуването 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 + ΔН_хидра + ΔН_{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 разтворенотовсички разтвори на електролити могат да бъдат разделени на изключително разредени (съдържащи само "следи" на електролита), разредени (с малко съдържание на разтворено вещество) и концентрирани (със значително съдържание на електролит).

Химичните реакции в разтвори на електролити,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, благодарение на електролизата, се получават алуминий, водород, хлор, натриев хидроксид, водороден пероксид и много други важни вещества.