Les solucions d'electròlits són líquids especials que estan parcialment o completament en forma de partícules carregades (ions). El procés mateix de dividir les molècules en partícules carregades negativament (anions) i positivament (cations) s'anomena dissociació electrolítica. La dissociació en solucions només és possible a causa de la capacitat dels ions d'interaccionar amb les molècules del líquid polar, que actua com a dissolvent.
Què són els electròlits
Les solucions d'electròlits es divideixen en aquoses i no aquoses. Els d'aigua s'han estudiat força bé i estan molt estesos. Es troben en gairebé tots els organismes vius i participen activament en molts processos biològics importants. Els electròlits no aquosos s'utilitzen per dur a terme processos electroquímics i diverses reaccions químiques. El seu ús ha portat a la invenció de noves fonts d'energia química. Tenen un paper important en cèl·lules fotoelectroquímiques, síntesi orgànica i condensadors electrolítics.
Les solucions d'electròlits segons el grau de dissociació es poden dividir enfort, mitjà i feble. El grau de dissociació (α) és la relació entre el nombre de molècules descompostes en partícules carregades i el nombre total de molècules. Per als electròlits forts, el valor d'α s'aproxima a 1, per als electròlits mitjans α≈0,3 i per als electròlits febles α<0, 1.
Els electròlits forts solen incloure sals, una sèrie d'alguns àcids: HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4, hidròxids de bari, estronci, calci i metalls alcalins. Altres bases i àcids són electròlits mitjans o febles.
Propietats de les solucions d'electròlits
La formació de solucions sovint va acompanyada d'efectes tèrmics i canvis de volum. El procés de dissolució de l'electròlit en el líquid té lloc en tres etapes:
- La destrucció dels enllaços intermoleculars i químics de l'electròlit dissolt requereix la despesa d'una certa quantitat d'energia i, per tant, s'absorbeix calor (∆Нresolt > 0).
- En aquesta etapa, el dissolvent comença a interactuar amb els ions electròlits, donant lloc a la formació de solvats (en solucions aquoses - hidrats). Aquest procés s'anomena solvatació i és exotèrmic, és a dir. s'allibera calor (∆ Нhydr < 0).
- L'últim pas és la difusió. Aquesta és una distribució uniforme d'hidrats (solvats) en el volum de la solució. Aquest procés requereix costos energètics i, per tant, la solució es refreda (∆Нdif > 0).
Així, l'efecte tèrmic total de la dissolució d'electròlits es pot escriure de la següent manera:
∆Нsolv=∆Нrelease + ∆Нhydr + ∆Н diff
El signe final de l'efecte tèrmic total de la dissolució d'electròlits depèn del que resultin ser els efectes energètics constitutius. Aquest procés sol ser endotèrmic.
Les propietats d'una solució depenen principalment de la naturalesa dels seus components constitutius. A més, les propietats de l'electròlit es veuen afectades per la composició de la solució, la pressió i la temperatura.
Depenent del contingut de la substància dissolta, totes les solucions d'electròlits es poden dividir en extremadament diluïdes (que només contenen "traces" de l'electròlit), diluides (amb un petit contingut de la substància dissolta) i concentrades (amb un contingut important d'electròlit).
Les reaccions químiques en les solucions d'electròlits, que són provocades pel pas del corrent elèctric, provoquen l'alliberament de determinades substàncies als elèctrodes. Aquest fenomen s'anomena electròlisi i s'utilitza sovint a la indústria moderna. En particular, l'electròlisi produeix alumini, hidrogen, clor, hidròxid de sodi, peròxid d'hidrogen i moltes altres substàncies importants.
