Ang mga electrolyte solution ay mga espesyal na likido na bahagyang o ganap na nasa anyo ng mga naka-charge na particle (ions). Ang mismong proseso ng paghahati ng mga molekula sa negatibong (anion) at positibong sisingilin (cations) na mga particle ay tinatawag na electrolytic dissociation. Ang paghihiwalay sa mga solusyon ay posible lamang dahil sa kakayahan ng mga ion na makipag-ugnayan sa mga molekula ng polar liquid, na nagsisilbing solvent.
Ano ang electrolytes
Ang mga electrolyte solution ay nahahati sa aqueous at non-aqueous. Ang mga tubig ay pinag-aralan nang mabuti at napakalawak. Ang mga ito ay matatagpuan sa halos bawat buhay na organismo at aktibong kasangkot sa maraming mahahalagang biological na proseso. Ang mga di-may tubig na electrolyte ay ginagamit upang magsagawa ng mga proseso ng electrochemical at iba't ibang mga reaksiyong kemikal. Ang kanilang paggamit ay humantong sa pag-imbento ng mga bagong kemikal na mapagkukunan ng enerhiya. Malaki ang papel nila sa mga photoelectrochemical cells, organic synthesis, electrolytic capacitors.
Ang mga electrolyte solution depende sa antas ng dissociation ay maaaring nahahati samalakas, katamtaman at mahina. Ang antas ng dissociation (α) ay ang ratio ng bilang ng mga molekula na nabulok sa mga sisingilin na particle sa kabuuang bilang ng mga molekula. Para sa mga malalakas na electrolyte, ang halaga ng α ay lumalapit sa 1, para sa mga katamtamang electrolyte na α≈0.3, at para sa mahinang electrolyte α<0, 1.
Ang malalakas na electrolyte ay kadalasang kinabibilangan ng mga s alts, isang bilang ng ilang acid - HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4, hydroxides ng barium, strontium, calcium at alkali na mga metal. Ang iba pang mga base at acid ay medium o mahinang electrolyte.
Mga katangian ng mga electrolyte solution
Ang pagbuo ng mga solusyon ay kadalasang sinasamahan ng mga thermal effect at pagbabago ng volume. Ang proseso ng pagtunaw ng electrolyte sa likido ay nagaganap sa tatlong yugto:
- Ang pagkasira ng intermolecular at chemical bond ng dissolved electrolyte ay nangangailangan ng paggasta ng isang tiyak na halaga ng enerhiya at samakatuwid ay sinisipsip ang init (∆Нresolved > 0).
- Sa yugtong ito, ang solvent ay nagsisimulang makipag-ugnayan sa mga electrolyte ions, na nagreresulta sa pagbuo ng mga solvates (sa mga may tubig na solusyon - hydrates). Ang prosesong ito ay tinatawag na solvation at exothermic, i.e. inilalabas ang init (∆ Нhydr < 0).
- Ang huling hakbang ay diffusion. Ito ay isang pare-parehong pamamahagi ng mga hydrates (solvates) sa dami ng solusyon. Ang prosesong ito ay nangangailangan ng mga gastos sa enerhiya at samakatuwid ang solusyon ay pinalamig (∆Нdif > 0).
Kaya, ang kabuuang thermal effect ng electrolyte dissolution ay maaaring isulat tulad ng sumusunod:
∆Нsolv=∆Нrelease + ∆Нhydr + ∆Н diff
Ang huling tanda ng kabuuang thermal effect ng electrolyte dissolution ay depende sa kung ano ang nagiging epekto ng constituent energy. Karaniwang endothermic ang prosesong ito.
Ang mga katangian ng isang solusyon ay pangunahing nakadepende sa likas na katangian ng mga bumubuong bahagi nito. Bilang karagdagan, ang mga katangian ng electrolyte ay apektado ng komposisyon ng solusyon, presyon at temperatura.
Depende sa nilalaman ng dissolved substance, lahat ng electrolyte solution ay maaaring nahahati sa sobrang dilute (na naglalaman lamang ng "mga bakas" ng electrolyte), dilute (na may maliit na nilalaman ng dissolved substance) at concentrated (na may isang makabuluhang nilalaman ng electrolyte).
Ang mga reaksiyong kemikal sa mga electrolyte solution, na sanhi ng pagdaan ng electric current, ay humahantong sa paglabas ng ilang partikular na substance sa mga electrodes. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na electrolysis at kadalasang ginagamit sa modernong industriya. Sa partikular, ang electrolysis ay gumagawa ng aluminum, hydrogen, chlorine, sodium hydroxide, hydrogen peroxide at marami pang mahahalagang substance.
