Az elektrolit oldatok speciális folyadékok, amelyek részben vagy teljesen töltött részecskék (ionok) formájában vannak. A molekulák negatív (anionok) és pozitív töltésű (kationok) részecskékre történő felosztásának folyamatát elektrolitikus disszociációnak nevezik. Az oldatokban való disszociáció csak az ionok azon képessége miatt lehetséges, hogy kölcsönhatásba lépnek a poláris folyadék molekuláival, amely oldószerként működik.
Mik azok az elektrolitok
Az elektrolit oldatokat vizes és nem vizes oldatokra osztják. A vizeseket elég jól tanulmányozták, és nagyon elterjedtek. Szinte minden élő szervezetben megtalálhatók, és számos fontos biológiai folyamatban aktívan részt vesznek. A nem vizes elektrolitokat elektrokémiai folyamatok és különféle kémiai reakciók végrehajtására használják. Használatuk új kémiai energiaforrások feltalálásához vezetett. Fontos szerepet játszanak a fotoelektrokémiai cellákban, a szerves szintézisben, az elektrolit kondenzátorokban.
Az elektrolit oldatok a disszociáció mértékétől függően oszthatókerős, közepes és gyenge. A disszociáció mértéke (α) a töltött részecskékre bomlott molekulák számának és az összes molekulaszámnak az aránya. Erős elektrolitoknál az α értéke megközelíti az 1-et, közepes elektrolitoknál α≈0,3, gyenge elektrolitoknál pedig α<0, 1.
Az erős elektrolitok általában sókat, számos savat tartalmaznak – HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4, bárium-, stroncium-, kalcium- és alkálifém-hidroxidok. Más bázisok és savak közepes vagy gyenge elektrolitok.
Az elektrolit oldatok tulajdonságai
Az oldatok képződését gyakran hőhatások és térfogatváltozások kísérik. Az elektrolit folyadékban való feloldásának folyamata három szakaszban zajlik:
- Az oldott elektrolit intermolekuláris és kémiai kötéseinek megsemmisítése bizonyos mennyiségű energia ráfordítását követeli meg, ezért hő elnyelődik (∆Нresolved > 0).
- Ebben a szakaszban az oldószer kölcsönhatásba lép az elektrolit-ionokkal, ami szolvátok képződését eredményezi (vizes oldatokban - hidrátok). Ezt a folyamatot szolvatációnak nevezik, és exoterm, azaz. hő szabadul fel (∆ Нhydr < 0).
- Az utolsó lépés a diffúzió. Ez a hidrátok (szolvátok) egyenletes eloszlása az oldat térfogatában. Ez a folyamat energiaköltséget igényel, ezért az oldatot hűtik (∆Нdif > 0).
Így az elektrolitoldódás teljes termikus hatása a következőképpen írható fel:
∆Нsolv=∆Нkiadás + ∆Нhydr + ∆Н diff
Az elektrolitoldódás teljes termikus hatásának végső jele attól függ, hogy milyen energiahatások alakulnak ki. Ez a folyamat általában endoterm.
Egy megoldás tulajdonságai elsősorban az alkotóelemek természetétől függenek. Ezenkívül az elektrolit tulajdonságait befolyásolja az oldat összetétele, a nyomás és a hőmérséklet.
Az oldott anyag tartalmától függően az összes elektrolitoldat felosztható rendkívül híg (ami csak "nyomokban" tartalmaz elektrolitot), híg (kis oldott anyagtartalommal) és koncentrált (a jelentős elektrolittartalom).
Az elektrolitoldatokban az elektromos áram áthaladása által okozott kémiai reakciók bizonyos anyagok felszabadulásához vezetnek az elektródákon. Ezt a jelenséget elektrolízisnek nevezik, és gyakran használják a modern iparban. Az elektrolízis során különösen alumínium, hidrogén, klór, nátrium-hidroxid, hidrogén-peroxid és sok más fontos anyag keletkezik.
