Elektrolitų tirpalai

Elektrolitų tirpalai yra specialūs skysčiai, kurie iš dalies arba visiškai yra įkraunamų dalelių (jonų) pavidalu. Labas procesas, kai molekulės suskaidomos neigiamai (anijonai) ir teigiamai įkraunamos (katijonų) dalelės vadinamos elektrolitinės disociacijos. Disocijacija tirpaluose yra įmanoma tik dėl jonų gebėjimo sąveikauti su poliarinio skysčio molekulėmis, veikiančiomis kaip tirpiklis.

Kokie elektrolitai?

Elektrolitų tirpalai yra suskirstyti į vandenį ir ne vandeninius. Vanduo gerai ištirtas ir labai plačiai paplitęs. Jie egzistuoja beveik kiekviename gyvame organizme ir aktyviai dalyvauja daugelyje svarbių biologinių procesų. Nevandeniniai elektrolitai naudojami elektrocheminiams procesams atlikti ir įvairioms cheminėms reakcijoms. Jų naudojimas lėmė naujų cheminių energijos šaltinių išradimą. Jie atlieka svarbų vaidmenį fotoelektrocheminiuose elementuose, organinėje sintezėje, elektrolitų kondensatoriuose.

Elektrolitų tirpalai, priklausomai nuo disociacijos laipsnio, gali būti suskirstyti į stiprius, vidutinius ir silpnus. Disociacijos laipsnis (α) yra molekulių, kurios suskaidė į įkraunamas daleles, skaičiaus santykis su bendru molekulių skaičiumi. Esant stipriems elektrolitams, α vertė siekia 1, vidutinei α≈0,3 ir silpnai α <0,1.

Stipriuose elektrolituose paprastai yra druskų, tam tikrų rūgščių - HCl, HBr, HI, HNO ₃ , H ₂ SO ₄ , HClO ₄ , bario hidroksidų, stroncio, kalcio ir šarminių metalų. Kitos bazės ir rūgštys yra vidutinio ar silpno elektrolitų.

Elektrolitų tirpalų savybės

Sprendimų suformavimui dažnai būdingas šilumos poveikis ir apimties pokytis. Elektrolito tirpinimas skystyje vyksta trimis etapais:

1. Ištirpusio elektrolito tarpmolekulinių ir cheminių jungčių sunaikinimas reikalauja tam tikro energijos kiekio, todėl šiluma absorbuojama (ΔH _kartus > 0).
2. Šiame etape tirpiklis pradeda sąveikauti su elektrolito jonais, todėl susidaro solvatai (vandeniniai tirpalai - hidratai). Šis procesas vadinamas solvacija ir egzotermiškas, i. E. Yra šilumos išsiskyrimas (ΔHhidr <0).
3. Paskutinis etapas yra difuzija. Tai vienodas hidratų (solvatų) paskirstymas tirpalo tūriui. Šis procesas reikalauja energijos sąnaudų, todėl tirpalas atšaldomas (ΔH _diff > 0).

Taigi, bendras šiluminis elektrolito tirpinimo poveikis gali būti parašytas šia forma:

ΔH _vertės = ΔH _kartus + ΔH _hidr ΔH _dif

Galutinis bendro elektrolito tirpinimo terminio poveikio požymis priklauso nuo to, koks yra sudėtinis energijos poveikis. Šis procesas paprastai yra endoterminis.

Tirpalo savybės visų pirma priklauso nuo sudedamųjų dalių prigimties. Be to, elektrolito savybės veikia tirpalo sudėtį, slėgį ir temperatūrą.

Priklausomai nuo tirpalo kiekio, visi elektrolitų tirpalai gali būti suskirstyti į labai atskiestus (turinčius tik "elektrolito" pėdsakus), praskiesti (su mažu tirpalo kiekiu) ir koncentruoti (su dideliu elektrolito kiekiu).

Cheminės reakcijos elektrolitų tirpaluose, kuriuos sukelia elektros srovė, gali sukelti tam tikrų medžiagų išsiskyrimą ant elektrodų. Šis reiškinys vadinamas elektrolizėmis ir dažnai naudojamas šiuolaikinėje pramonėje. Ypač dėl elektrolizės gaunamas aliuminis, vandenilis, chloras, natrio hidroksidas, vandenilio peroksidas ir daugelis kitų svarbių medžiagų.