Apa itu elektrolit

Bahan di mana arus elektrik disebabkan oleh pergerakan ion, i.e. kekonduksian ionikdipanggil elektrolit. Elektrolit tergolong dalam konduktor jenis kedua, kerana arus di dalamnya berkaitan dengan proses kimia, dan bukan hanya dengan pergerakan elektron, seperti dalam logam.

Molekul-molekul bahan ini dalam larutan mampu penceraian elektrolitik, iaitu, ia terurai apabila dibubarkan kepada ion bercas positif (kation) dan bercas negatif (anion). Elektrolit pepejal, leburan ionik, dan larutan elektrolit boleh didapati di alam semula jadi. Bergantung pada jenis pelarut, elektrolit adalah akueus dan bukan akueus, serta jenis khas - polielektrolit.

Bergantung pada jenis ion di mana bahan terurai apabila dilarutkan dalam air, elektrolit tanpa ion H + dan OH- (elektrolit garam), elektrolit dengan banyak ion H + (asid) dan elektrolit dengan dominasi ion OH- ( asas) boleh diasingkan.

Jika bilangan ion positif dan negatif yang sama terbentuk semasa penceraian molekul elektrolit, elektrolit tersebut dipanggil simetri.Atau tidak simetri jika bilangan ion positif dan negatif dalam larutan tidak sama. Contoh elektrolit simetri - KCl - elektrolit 1,1-valent dan CaSO4 - elektrolit 2,2-valen. Wakil bagi elektrolit asimetri ialah, sebagai contoh, H2TAKA4 — elektrolit 1,2-valen.

Semua elektrolit boleh dibahagikan secara kasar kepada kuat dan lemah, bergantung kepada keupayaannya untuk berpisah. Elektrolit kuat dalam larutan cair terurai hampir sepenuhnya menjadi ion. Ini termasuk sejumlah besar garam tak organik, beberapa asid dan bes dalam larutan akueus atau pelarut dengan kuasa disosiasi yang tinggi, seperti alkohol, keton atau amida.

Elektrolit lemah hanya sebahagiannya terurai dan berada dalam keseimbangan dinamik dengan molekul yang tidak bercampur. Ini termasuk sejumlah besar asid organik serta banyak bes dalam pelarut.

Tahap penceraian bergantung kepada beberapa faktor: suhu, kepekatan dan jenis pelarut. Jadi, elektrolit yang sama pada suhu yang berbeza, atau pada suhu yang sama tetapi dalam pelarut yang berbeza, akan dipisahkan kepada darjah yang berbeza.

Oleh kerana pemisahan elektrolitik, mengikut definisi, menghasilkan bilangan zarah yang lebih besar dalam larutan, ia membawa kepada perbezaan ketara dalam sifat fizikal larutan elektrolit dan bahan pelbagai jenis: tekanan osmotik meningkat, suhu beku berubah berhubung dengan ketulenan pelarut. dan lain lain.

Ion elektrolit sering mengambil bahagian dalam proses elektrokimia dan tindak balas kimia sebagai unit kinetik bebas, bebas daripada ion lain yang terdapat dalam larutan: pada elektrod yang direndam dalam elektrolit, apabila arus melalui elektrolit, tindak balas pengurangan pengoksidaan berlaku, produk daripada yang ditambah kepada komposisi elektrolit .

Oleh itu, elektrolit ialah sistem bahan kompleks yang merangkumi ion, molekul pelarut, molekul zat terlarut yang tidak bercampur, pasangan ion, dan sebatian yang lebih besar. Oleh itu, sifat elektrolit ditentukan oleh beberapa faktor: sifat interaksi ion-molekul dan ion-ion, perubahan dalam struktur pelarut dengan kehadiran zarah terlarut, dsb.

Ion dan molekul elektrolit kutub berinteraksi dengan sangat aktif antara satu sama lain, yang membawa kepada pembentukan struktur pelarutan, peranannya menjadi lebih ketara dengan penurunan saiz ion dan peningkatan valensinya. Tenaga pelarutan ialah ukuran interaksi ion elektrolit dengan molekul pelarut.

Elektrolit, bergantung kepada kepekatannya, adalah: larutan cair, sementara dan pekat. Larutan cair mempunyai struktur yang serupa dengan pelarut tulen, tetapi ion yang hadir mengganggu struktur ini dengan pengaruhnya. Larutan lemah elektrolit kuat tersebut berbeza daripada larutan ideal dalam sifat disebabkan oleh interaksi elektrostatik antara ion.

Kawasan peralihan kepekatan dicirikan oleh perubahan ketara dalam struktur pelarut akibat pengaruh ion.Pada kepekatan yang lebih tinggi, kebanyakan molekul pelarut mengambil bahagian dalam struktur pelarut dengan ion, dengan itu mewujudkan defisit pelarut.

Larutan pekat mempunyai struktur yang hampir dengan cair ionik atau pelarut kristal, dicirikan oleh susunan tinggi dan keseragaman struktur ionik. Struktur ionik ini terikat antara satu sama lain dan dengan molekul air melalui interaksi yang kompleks.

Kawasan suhu tinggi dan suhu rendah sifatnya, serta kawasan tekanan tinggi dan normal, adalah ciri elektrolit. Apabila tekanan atau suhu meningkat, susunan molar pelarut berkurangan dan pengaruh kesan bersekutu dan pengasingan ke atas sifat larutan menjadi lemah. Dan apabila suhu jatuh di bawah takat lebur, beberapa elektrolit menjadi berkaca. Contoh elektrolit tersebut ialah larutan akueus LiCl.

Hari ini, elektrolit memainkan peranan yang sangat penting dalam dunia teknologi dan biologi. Dalam proses biologi, elektrolit bertindak sebagai medium untuk sintesis bukan organik dan organik, dan dalam teknologi sebagai asas untuk pengeluaran elektrokimia.

Elektrolisis, elektrokatalisis, kakisan logam, penghabluran elektrik — fenomena ini menduduki tempat penting dalam banyak industri moden, terutamanya dari segi tenaga dan perlindungan alam sekitar.

Lihat juga: Pengeluaran hidrogen melalui elektrolisis air — teknologi dan peralatan