Elektrolietoplossings is spesiale vloeistowwe wat gedeeltelik of heeltemal in die vorm van gelaaide deeltjies (ione) is. Die proses om molekules in negatief (anione) en positief gelaaide (katione) deeltjies te verdeel, word elektrolitiese dissosiasie genoem. Dissosiasie in oplossings is slegs moontlik as gevolg van die vermoë van ione om in wisselwerking te tree met die molekules van die polêre vloeistof, wat as 'n oplosmiddel optree.
Wat is elektroliete
Elektrolietoplossings word in waterig en nie-waterig verdeel. Waters is redelik goed bestudeer en is baie wydverspreid. Hulle word in byna elke lewende organisme aangetref en is aktief betrokke by baie belangrike biologiese prosesse. Nie-waterige elektroliete word gebruik om elektrochemiese prosesse en verskeie chemiese reaksies uit te voer. Die gebruik daarvan het gelei tot die uitvinding van nuwe chemiese energiebronne. Hulle speel 'n belangrike rol in foto-elektrochemiese selle, organiese sintese, elektrolitiese kapasitors.
Elektrolietoplossings, afhangende van die graad van dissosiasie, kan verdeel word insterk, medium en swak. Die mate van dissosiasie (α) is die verhouding van die aantal molekules wat in gelaaide deeltjies ontbind is tot die totale aantal molekules. Vir sterk elektroliete nader die waarde van α 1, vir medium elektroliete α≈0.3, en vir swak elektroliete α<0, 1.
Sterk elektroliete sluit gewoonlik soute, 'n aantal van sommige sure in - HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4, hidroksiede van barium, strontium, kalsium en alkalimetale. Ander basisse en sure is medium of swak elektroliete.
Eienskappe van elektrolietoplossings
Die vorming van oplossings gaan dikwels gepaard met termiese effekte en volumeveranderings. Die proses om die elektroliet in die vloeistof op te los vind in drie fases plaas:
- Die vernietiging van intermolekulêre en chemiese bindings van die opgeloste elektroliet vereis die besteding van 'n sekere hoeveelheid energie en daarom word hitte geabsorbeer (∆Нresolved > 0).
- Op hierdie stadium begin die oplosmiddel met elektrolie-ione in wisselwerking tree, wat lei tot die vorming van solvate (in waterige oplossings - hidrate). Hierdie proses word solvasie genoem en is eksotermies, m.a.w. hitte word vrygestel (∆ Нhydr < 0).
- Die laaste stap is diffusie. Dit is 'n eenvormige verspreiding van hidrate (solvate) in die volume van die oplossing. Hierdie proses vereis energiekoste en daarom word die oplossing afgekoel (∆Нdif > 0).
Dus kan die totale termiese effek van elektrolietoplossing soos volg geskryf word:
∆Нsolv=∆Нvrystelling + ∆Нhydr + ∆Н diff
Die finale teken van die totale termiese effek van elektrolietoplossing hang af van wat die samestellende energie-effekte blyk te wees. Hierdie proses is gewoonlik endotermies.
Die eienskappe van 'n oplossing hang hoofsaaklik af van die aard van sy samestellende komponente. Daarbenewens word die eienskappe van die elektroliet beïnvloed deur die samestelling van die oplossing, druk en temperatuur.
Afhangende van die inhoud van die opgeloste stof, kan alle elektrolietoplossings verdeel word in uiters verdunde (wat slegs "spore" van die elektroliet bevat), verdun (met 'n klein inhoud van die opgeloste stof) en gekonsentreer (met 'n beduidende inhoud van die elektroliet).
Chemiese reaksies in elektrolietoplossings, wat veroorsaak word deur die deurgang van elektriese stroom, lei tot die vrystelling van sekere stowwe op die elektrodes. Hierdie verskynsel word elektrolise genoem en word dikwels in die moderne industrie gebruik. Elektrolise produseer veral aluminium, waterstof, chloor, natriumhidroksied, waterstofperoksied en baie ander belangrike stowwe.