Ano ang isang electrolyte

Mga sangkap kung saan ang electric current ay dahil sa paggalaw ng mga ions, i.e. ionic conductivityay tinatawag na electrolytes. Ang mga electrolyte ay nabibilang sa mga conductor ng pangalawang uri, dahil ang kasalukuyang nasa kanila ay nauugnay sa mga proseso ng kemikal, at hindi lamang sa paggalaw ng mga electron, tulad ng sa mga metal.

Ang mga molekula ng mga sangkap na ito sa solusyon ay may kakayahang electrolytic dissociation, iyon ay, nabubulok sila kapag natunaw sa positibong sisingilin (cations) at negatibong sisingilin (anion) ions. Ang mga solid electrolyte, ionic melt, at electrolyte solution ay matatagpuan sa kalikasan. Depende sa uri ng solvent, ang mga electrolyte ay may tubig at hindi may tubig, pati na rin ang isang espesyal na uri - polyelectrolytes.

Depende sa uri ng mga ions kung saan nabubulok ang substance kapag natunaw sa tubig, ang mga electrolyte na walang H + at OH- ions (salt electrolytes), electrolytes na may kasaganaan ng H + ions (acids) at electrolytes na may predominance ng OH- ions ( base) ay maaaring ihiwalay.

Kung ang isang pantay na bilang ng mga positibo at negatibong ion ay nabuo sa panahon ng paghihiwalay ng mga molekula ng electrolyte, ang naturang electrolyte ay tinatawag na simetriko.O asymmetric kung ang bilang ng mga positibo at negatibong ion sa solusyon ay hindi pareho. Mga halimbawa ng simetriko electrolyte - KCl - 1,1-valent electrolyte at CaSO4 - 2,2-valent electrolyte. Ang isang kinatawan ng isang asymmetric electrolyte ay, halimbawa, H2TAKA4 — isang 1,2-valent electrolyte.

Ang lahat ng mga electrolyte ay maaaring halos nahahati sa malakas at mahina, depende sa kanilang kakayahang mag-dissociate. Ang mga malakas na electrolyte sa mga dilute na solusyon ay halos ganap na nabubulok sa mga ion. Kabilang dito ang isang malaking bilang ng mga inorganic na asin, ilang acid at base sa mga may tubig na solusyon o solvent na may mataas na dissociation power, tulad ng mga alcohol, ketones o amides.

Ang mga mahihinang electrolyte ay bahagyang nabubulok lamang at nasa dinamikong ekwilibriyo na may mga hindi magkakahiwalay na molekula. Kabilang dito ang isang malaking bilang ng mga organikong acid pati na rin ang maraming mga base sa mga solvents.

Ang antas ng dissociation ay depende sa ilang mga kadahilanan: temperatura, konsentrasyon at uri ng solvent. Kaya, ang parehong electrolyte sa iba't ibang mga temperatura, o sa parehong temperatura ngunit sa iba't ibang mga solvents, ay dissociated sa iba't ibang grado.

Dahil ang electrolytic dissociation, sa pamamagitan ng kahulugan, ay bumubuo ng isang mas malaking bilang ng mga particle sa solusyon, ito ay humahantong sa mga makabuluhang pagkakaiba sa mga pisikal na katangian ng mga solusyon ng electrolytes at mga sangkap ng iba't ibang uri: ang osmotic pressure ay tumataas, ang nagyeyelong temperatura ay nagbabago na may kaugnayan sa kadalisayan ng solvent. at iba pa.

Ang mga electrolyte ions ay madalas na nakikilahok sa mga proseso ng electrochemical at mga reaksiyong kemikal bilang mga independiyenteng kinetic unit, na independiyente sa iba pang mga ion na naroroon sa solusyon: sa mga electrodes na nahuhulog sa electrolyte, kapag ang kasalukuyang dumadaan sa electrolyte, ang mga reaksyon ng pagbabawas ng oksihenasyon ay nagaganap, ang mga produkto ng na idinagdag sa komposisyon ng electrolyte.

Kaya, ang mga electrolyte ay mga kumplikadong sistema ng mga sangkap na kinabibilangan ng mga ions, solvent molecule, undissociated solute molecule, pares ng ion, at mas malalaking compound. Samakatuwid, ang mga katangian ng electrolytes ay natutukoy sa pamamagitan ng isang bilang ng mga kadahilanan: ang likas na katangian ng mga pakikipag-ugnayan ng ion-molecular at ion-ion, mga pagbabago sa istraktura ng solvent sa pagkakaroon ng mga dissolved particle, atbp.

Ang mga ions at molekula ng polar electrolytes ay aktibong nakikipag-ugnayan sa isa't isa, na humahantong sa pagbuo ng mga istruktura ng solvation, ang papel na kung saan ay nagiging mas makabuluhan sa isang pagbawas sa laki ng mga ion at isang pagtaas sa kanilang mga valence. Ang solvation energy ay isang sukatan ng pakikipag-ugnayan ng mga electrolyte ions sa mga solvent na molekula.

Ang mga electrolyte, depende sa kanilang konsentrasyon, ay: mga dilute na solusyon, lumilipas at puro. Ang mga dilute na solusyon ay katulad sa istraktura sa isang purong solvent, ngunit ang mga ion na naroroon ay nakakagambala sa istrukturang ito sa pamamagitan ng kanilang impluwensya. Ang ganitong mga mahihinang solusyon ng malalakas na electrolyte ay naiiba sa mga ideal na solusyon sa mga katangian dahil sa electrostatic na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga ion.

Ang rehiyon ng paglipat ng konsentrasyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang makabuluhang pagbabago sa istraktura ng solvent dahil sa impluwensya ng mga ion.Sa mas mataas na konsentrasyon, karamihan sa mga solvent na molekula ay nakikilahok sa mga istruktura ng solvation na may mga ions, kaya lumilikha ng isang solvent deficit.

Ang puro solusyon ay may istraktura na malapit sa isang ionic melt o crystalline solvate, na nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na pagkakasunud-sunod at pagkakapareho ng mga ionic na istruktura. Ang mga ionic na istrukturang ito ay nagbubuklod sa isa't isa at sa mga molekula ng tubig sa pamamagitan ng mga kumplikadong pakikipag-ugnayan.

Ang mga rehiyon na may mataas na temperatura at mababang temperatura ng kanilang mga katangian, pati na rin ang mga rehiyon na may mataas at normal na presyon, ay katangian ng mga electrolyte. Habang tumataas ang presyon o temperatura, bumababa ang pagkakasunud-sunod ng molar ng solvent at humihina ang impluwensya ng mga epekto ng associative at solation sa mga katangian ng solusyon. At kapag bumaba ang temperatura sa ibaba ng punto ng pagkatunaw, ang ilang mga electrolyte ay napupunta sa isang malasalamin na estado. Ang isang halimbawa ng naturang electrolyte ay isang may tubig na solusyon ng LiCl.

Ngayon, ang mga electrolyte ay gumaganap ng isang partikular na mahalagang papel sa mundo ng teknolohiya at biology. Sa mga biological na proseso, ang mga electrolyte ay kumikilos bilang isang daluyan para sa inorganic at organic synthesis, at sa teknolohiya bilang batayan para sa produksyon ng electrochemical.

Electrolysis, electrocatalysis, corrosion ng mga metal, electrocrystallization — ang mga phenomena na ito ay sumasakop sa mahahalagang lugar sa maraming modernong industriya, lalo na sa mga tuntunin ng enerhiya at proteksyon sa kapaligiran.

Tingnan din: Produksyon ng hydrogen sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig - teknolohiya at kagamitan