Elektrolītu šķīdumi

Īpaši ir elektrolītu šķīdumišķidrumi, kas daļēji vai pilnīgi ir uzlādētu daļiņu (jonu) veidā. Molekulu sadalīšanas procesu negatīvās (anjonu) un pozitīvi uzlādētās (katjonu) daļās sauc par elektrolītisko disociāciju. Šķīdumu atdalīšana ir iespējama tikai tāpēc, ka joniem ir iespēja mijiedarboties ar polāro šķidrumu molekulām, kas darbojas kā šķīdinātājs.

Kas ir elektrolīti?

Elektrolītu šķīdumi ir sadalīti ūdenī unne-ūdens. Ūdens ir diezgan labi pētīts un ir ļoti izplatīts. Tie pastāv gandrīz katrā dzīvajā organismā un aktīvi iesaistās daudzos svarīgos bioloģiskos procesos. Neelektriskos elektrolītus izmanto, lai veiktu elektroķīmiskos procesus un dažādas ķīmiskās reakcijas. To izmantošana ir novedusi pie jaunu ķīmisko enerģijas avotu izgudrošanas. Viņiem ir liela nozīme fotoelektroķīmiskās šūnās, organiskajā sintēze, elektrolītiskie kondensatori.

Elektrolītu šķīdumi atkarībā no pakāpesdisociāciju var iedalīt stipri, vidēji un vāji. Disociācijas pakāpe (α) ir uzkrātās daļiņās izšķīdušo molekulu skaita attiecība pret kopējo molekulu skaitu. Spēcīgiem elektrolītiem α vērtība ir 1, vidējiem, α≈0,3 un vājajiem - α <0,1.

Sāļus parasti sauc par spēcīgiem elektrolītiem, dažām skābēm - HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂AR₄HClO₄bārija, stroncija, kalcija un sārmu metālu hidroksīdi. Citas bāzes un skābes - elektrolīti ar vidēju vai zemu izturību.

Elektrolītu šķīdumu īpašības

Risinājumu veidošana bieži vien ir saistīta ar termiskām sekām un apjoma izmaiņām. Elektrolīta šķīdināšanas process šķidrumā notiek trīs posmos:

1. Izšķīdušā elektrolīta starpmolekulāro un ķīmisko saišu iznīcināšana prasa noteiktu enerģijas daudzumu, tāpēc notiek siltuma absorbcija (∆Н_razr > 0).
2. Šajā posmā šķīdinātājs sākasmijiedarbojas ar elektrolītu joniem, kā rezultātā veidojas solvāti (hidrāti ūdens šķīdumos). Šo procesu sauc par solvāciju un ir eksotermiska, t.i. tiek radīts siltums (∆H_hidras <0).
3. Pēdējais posms ir difūzija. Tas ir vienmērīgs hidrātu (solvātu) sadalījums šķīduma tilpumā. Šim procesam nepieciešams enerģijas patēriņš, tāpēc šķīdumu atdzesē (.Н_dif > 0).

Tādējādi kopējo elektrolītu izšķīšanas termisko efektu var uzrakstīt šādi:

∆H_sol = ∆H_razr + ∆H_hidras + ∆H_dif

Galīgā zīme par elektrolīta izšķīšanas vispārējo termisko efektu ir atkarīga no tā, kāda būs sastāvdaļu enerģijas ietekme. Parasti šis process ir endotermisks.

Šķīduma īpašības galvenokārt ir atkarīgas no tā sastāvdaļu rakstura. Turklāt elektrolīta īpašības ietekmē šķīduma sastāvs, spiediens un temperatūra.

Atkarībā no izšķīdinātā saturaVielas, visus elektrolītu šķīdumus var iedalīt ārkārtīgi atšķaidītos (kas satur tikai elektrolīta "pēdas"), atšķaidītos (ar nelielu šķīdinātas vielas daudzumu) un koncentrētos (ar ievērojamu elektrolītu saturu).

Ķīmiskās reakcijas elektrolītu šķīdumos,kas rodas elektriskās strāvas pārejas rezultātā, uz elektrodiem izdalās noteiktas vielas. Šo parādību sauc par elektrolīzi, un to bieži izmanto mūsdienu rūpniecībā. Elektrolīzē jo īpaši iegūst alumīniju, ūdeņradi, hloru, nātrija hidroksīdu, ūdeņraža peroksīdu un daudzas citas svarīgas vielas.