สารละลายอิเล็กโทรไลต์

สารละลายอิเล็กโทรไลต์มีความพิเศษของเหลวที่บางส่วนหรือทั้งหมดอยู่ในรูปของอนุภาคที่มีประจุ (ไอออน) กระบวนการแยกโมเลกุลออกเป็นอนุภาคประจุลบ (แอนไอออน) และประจุบวก (ไพเพอร์) เรียกว่าการแยกตัวด้วยไฟฟ้า การแยกตัวในสารละลายเกิดขึ้นได้เนื่องจากความสามารถของไอออนในการโต้ตอบกับโมเลกุลของของเหลวที่มีขั้วซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวทำละลาย

อิเล็กโทรไลต์คืออะไร

สารละลายอิเล็กโทรไลต์แบ่งออกเป็นน้ำและไม่ใช่น้ำ สัตว์น้ำได้รับการศึกษาค่อนข้างดีและแพร่หลายมาก พบได้ในสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดและมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในกระบวนการทางชีววิทยาที่สำคัญหลายอย่าง อิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่น้ำใช้สำหรับกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าและปฏิกิริยาเคมีต่างๆ การใช้งานนำไปสู่การประดิษฐ์แหล่งพลังงานเคมีใหม่ พวกมันมีบทบาทสำคัญในเซลล์โฟโตอิเล็กโทรเคมี การสังเคราะห์สารอินทรีย์ ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์

สารละลายอิเล็กโทรไลต์ขึ้นอยู่กับระดับความแตกแยกสามารถแบ่งออกเป็นรุนแรงปานกลางและอ่อนแอ ระดับความแตกแยก (α) คืออัตราส่วนของจำนวนโมเลกุลที่แตกตัวเป็นอนุภาคที่มีประจุต่อจำนวนโมเลกุลทั้งหมด สำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่แรง ค่าของ α จะเข้าใกล้ 1 สำหรับตัวกลาง α≈0.3 และสำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อน α <0.1

อิเล็กโทรไลต์ที่แรงมักประกอบด้วยเกลือ กรดบางชนิด - HCl, HBr, HI, HNO₃, ซ₂CO₄, HClO₄, ไฮดรอกไซด์ของแบเรียม สตรอนเทียม แคลเซียม และโลหะอัลคาไล เบสและกรดอื่นๆ เป็นอิเล็กโทรไลต์ปานกลางถึงอ่อน

คุณสมบัติของสารละลายอิเล็กโทรไลต์

การก่อตัวของสารละลายมักมาพร้อมกับผลกระทบจากความร้อนและการเปลี่ยนแปลงของปริมาตร การละลายของอิเล็กโทรไลต์ในของเหลวเกิดขึ้นในสามขั้นตอน:

1. การทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลและพันธะเคมีของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายต้องใช้พลังงานจำนวนหนึ่ง ดังนั้นความร้อนจึงถูกดูดซับ (∆Н_ตัด > 0).
2. ในขั้นตอนนี้ ตัวทำละลายจะเริ่มขึ้นทำปฏิกิริยากับอิออนอิเล็กโทรไลต์ทำให้เกิดโซลเวต (ในสารละลายในน้ำ - ไฮเดรต) กระบวนการนี้เรียกว่าการละลายและเป็นคายความร้อน กล่าวคือ ความร้อนถูกปล่อยออกมา (∆ H_{ไฮดรา} <0).
3. ขั้นตอนสุดท้ายคือการแพร่กระจาย นี่คือการกระจายตัวของไฮเดรต (โซลเวต) อย่างสม่ำเสมอในปริมาตรของสารละลาย กระบวนการนี้ต้องการการใช้พลังงาน ดังนั้น สารละลายจึงถูกทำให้เย็นลง (∆Н_{แตกต่าง} > 0).

ดังนั้นผลทางความร้อนรวมของการละลายอิเล็กโทรไลต์สามารถเขียนได้ดังนี้:

∆H_โซล = ∆H_ตัด + ∆H_{ไฮดรา} + ∆H_{แตกต่าง}

สัญญาณสุดท้ายของผลกระทบความร้อนทั่วไปของการละลายของอิเล็กโทรไลต์ขึ้นอยู่กับผลกระทบของพลังงานที่เป็นส่วนประกอบ โดยปกติกระบวนการนี้จะดูดความร้อน

คุณสมบัติของสารละลายขึ้นอยู่กับธรรมชาติของส่วนประกอบเป็นหลัก นอกจากนี้ องค์ประกอบของสารละลาย ความดัน และอุณหภูมิยังส่งผลต่อคุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์

ขึ้นอยู่กับเนื้อหาของการละลายสาร สารละลายอิเล็กโทรไลต์ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสารเจือจางอย่างยิ่ง (ซึ่งมีเพียง "ร่องรอย" ของอิเล็กโทรไลต์) เจือจาง (ที่มีเนื้อหาเล็กน้อยของตัวถูกละลาย) และเข้มข้น (ที่มีปริมาณอิเล็กโทรไลต์ที่สำคัญ)

ปฏิกิริยาเคมีในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเกิดจากการไหลผ่านของกระแสไฟฟ้าทำให้เกิดการปลดปล่อยสารบางชนิดบนขั้วไฟฟ้า ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าอิเล็กโทรไลซิสและมักใช้ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อะลูมิเนียม ไฮโดรเจน คลอรีน โซเดียมไฮดรอกไซด์ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และสารสำคัญอื่นๆ ได้มาจากอิเล็กโทรลิซิส