Elektrolytlösungen

Elektrolytlösungen sind etwas BesonderesFlüssigkeiten, die teilweise oder vollständig in Form geladener Teilchen (Ionen) vorliegen. Der Prozess der Aufspaltung von Molekülen in negative (Anionen) und positiv geladene (Kationen) Partikel wird als elektrolytische Dissoziation bezeichnet. Eine Dissoziation in Lösungen ist nur aufgrund der Fähigkeit von Ionen möglich, mit Molekülen der polaren Flüssigkeit zu interagieren, die als Lösungsmittel wirkt.

Was sind Elektrolyte?

Elektrolytlösungen werden in wässrige und unterteiltNichtwasser. Wasser wurde sehr gut untersucht und ist sehr verbreitet. Sie kommen in fast jedem lebenden Organismus vor und sind aktiv an vielen wichtigen biologischen Prozessen beteiligt. Nichtwässrige Elektrolyte werden zur Durchführung elektrochemischer Prozesse und verschiedener chemischer Reaktionen verwendet. Ihre Verwendung führte zur Erfindung neuer chemischer Energiequellen. Sie spielen eine wichtige Rolle in photoelektrochemischen Zellen, der organischen Synthese und Elektrolytkondensatoren.

Elektrolytlösungen je nach GradDie Dissoziation kann als stark, mittel und schwach eingestuft werden. Der Dissoziationsgrad (α) ist das Verhältnis der Anzahl der in geladene Teilchen zerfallenen Moleküle zur Gesamtzahl der Moleküle. Für starke Elektrolyte nähert sich der Wert von α 1, für mittlere Elektrolyte α ~ 0,3 und für schwache α <0,1.

Starke Elektrolyte umfassen normalerweise Salze, eine Reihe einiger Säuren - HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂CO₄HClO₄Hydroxide von Barium-, Strontium-, Calcium- und Alkalimetallen. Andere Basen und Säuren sind mittlere oder schwache Elektrolyte.

Eigenschaften von Elektrolytlösungen

Die Bildung von Lösungen geht häufig mit thermischen Effekten und Volumenänderungen einher. Der Prozess des Auflösens des Elektrolyten in Flüssigkeit erfolgt in drei Stufen:

1. Die Zerstörung intermolekularer und chemischer Bindungen des gelösten Elektrolyten erfordert den Aufwand einer bestimmten Energiemenge und damit eine Wärmeabsorption (∆Н)_Schnitt > 0).
2. In diesem Stadium beginnt das Lösungsmittelinteragieren mit Elektrolytionen, was zur Bildung von Solvaten führt (in wässrigen Lösungen - Hydraten). Dieser Prozess wird Solvatation genannt und ist exotherm, d.h. Wärme wird freigesetzt (∆ ∆_Hydras <0).
3. Die letzte Stufe ist die Diffusion. Dies ist eine gleichmäßige Verteilung der Hydrate (Solvate) im Volumen der Lösung. Dieser Prozess erfordert Energieverbrauch und daher wird die Lösung gekühlt (∆Н)_diff > 0).

Somit kann der gesamte thermische Effekt der Elektrolytauflösung wie folgt geschrieben werden:

∆H_Sol = ∆H_Schnitt + ∆H_Hydras + ∆H_diff

Das endgültige Vorzeichen des allgemeinen thermischen Effekts der Auflösung des Elektrolyten hängt davon ab, wie die Energieeffekte der Bestandteile aussehen werden. Normalerweise ist dieser Prozess endotherm.

Die Eigenschaften der Lösung hängen hauptsächlich von der Art ihrer Bestandteile ab. Zusätzlich beeinflussen die Zusammensetzung der Lösung, der Druck und die Temperatur die Eigenschaften des Elektrolyten.

Je nach Inhalt des gelöstenSubstanzen, alle Elektrolytlösungen können in extrem verdünnte (die nur "Spuren" von Elektrolyt enthalten) unterteilt, verdünnt (mit einem geringen Gehalt an gelöstem Stoff) und konzentriert (mit einem signifikanten Elektrolytgehalt) werden.

Chemische Reaktionen in Elektrolytlösungen,die durch den Durchgang eines elektrischen Stroms verursacht werden, führen zur Freisetzung bestimmter Substanzen auf den Elektroden. Dieses Phänomen wird Elektrolyse genannt und wird in der modernen Industrie häufig verwendet. Insbesondere Aluminium, Wasserstoff, Chlor, Natriumhydroxid, Wasserstoffperoxid und viele andere wichtige Substanzen werden durch Elektrolyse erhalten.