elektrolit nedir

Elektrik akımının iyonların hareketinden kaynaklandığı maddeler, yani; iyonik iletkenlikelektrolitler denir. Elektrolitler, ikinci tip iletkenlere aittir, çünkü içlerindeki akım, metallerde olduğu gibi sadece elektronların hareketiyle değil, kimyasal süreçlerle ilgilidir.

Bu maddelerin çözelti içindeki molekülleri elektrolitik ayrışma yeteneğine sahiptir, yani çözündüklerinde pozitif yüklü (katyonlar) ve negatif yüklü (anyonlar) iyonlara ayrışırlar. Katı elektrolitler, iyonik eriyikler ve elektrolit çözeltileri doğada bulunabilir. Çözücünün türüne bağlı olarak, elektrolitler sulu ve susuzdur ve ayrıca özel bir tip - polielektrolitlerdir.

Maddenin suda çözündüğünde ayrıştığı iyonların türüne bağlı olarak, H + ve OH- iyonları içermeyen elektrolitler (tuz elektrolitleri), bol miktarda H + iyonu içeren elektrolitler (asitler) ve OH- ağırlıklı elektrolitler ( taban) izole edilebilir.

Elektrolit moleküllerinin ayrışması sırasında eşit sayıda pozitif ve negatif iyon oluşuyorsa, böyle bir elektrolite simetrik denir.Veya çözeltideki pozitif ve negatif iyonların sayısı aynı değilse asimetriktir. Simetrik elektrolit örnekleri - KCl - 1,1 değerlikli elektrolit ve CaSO4 - 2,2 değerlikli elektrolit. Asimetrik bir elektrolitin bir temsilcisi, örneğin, 1,2 değerlikli bir elektrolit olan H2TAKA4'tür.

Tüm elektrolitler, ayrışma yeteneklerine bağlı olarak kabaca güçlü ve zayıf olarak ayrılabilir. Seyreltik çözeltilerdeki güçlü elektrolitler neredeyse tamamen iyonlara ayrışır. Bunlar, çok sayıda inorganik tuzları, sulu çözeltilerdeki bazı asitleri ve bazları veya alkoller, ketonlar veya amidler gibi yüksek ayrışma gücüne sahip çözücüleri içerir.

Zayıf elektrolitler yalnızca kısmen ayrışır ve ayrışmamış moleküllerle dinamik denge halindedir. Bunlar arasında çok sayıda organik asit ve ayrıca çözücülerdeki birçok baz bulunur.

Ayrışma derecesi birkaç faktöre bağlıdır: sıcaklık, konsantrasyon ve solvent tipi. Bu nedenle, aynı elektrolit farklı sıcaklıklarda veya aynı sıcaklıkta ancak farklı çözücülerde farklı derecelerde ayrışacaktır.

Tanım gereği elektrolitik ayrışma, çözeltide daha fazla sayıda parçacık oluşturduğundan, elektrolit çözeltilerinin ve farklı türdeki maddelerin fiziksel özelliklerinde önemli farklılıklara yol açar: ozmotik basınç artar, çözücünün saflığına göre donma sıcaklığı değişir. ve diğerleri.

Elektrolit iyonları genellikle elektrokimyasal süreçlere ve kimyasal reaksiyonlara, çözeltide bulunan diğer iyonlardan bağımsız olarak bağımsız kinetik birimler olarak katılırlar: elektrolite daldırılan elektrotlarda, akım elektrolitten geçtiğinde, oksidasyon-redüksiyon reaksiyonları gerçekleşir, ürünler elektrolit bileşimine eklenir.

Bu nedenle elektrolitler, iyonları, çözücü molekülleri, ayrışmamış çözünen molekülleri, iyon çiftlerini ve daha büyük bileşikleri içeren karmaşık madde sistemleridir. Bu nedenle, elektrolitlerin özellikleri bir dizi faktör tarafından belirlenir: iyon-moleküler ve iyon-iyon etkileşimlerinin doğası, çözünmüş parçacıkların varlığında çözücünün yapısındaki değişiklikler, vb.

Polar elektrolitlerin iyonları ve molekülleri birbirleriyle çok aktif bir şekilde etkileşime girer, bu da iyonların boyutunda bir azalma ve değerliklerinde bir artış ile rolü daha önemli hale gelen çözme yapılarının oluşumuna yol açar. Solvasyon enerjisi, elektrolit iyonlarının solvent molekülleri ile etkileşiminin bir ölçüsüdür.

Elektrolitler, konsantrasyonlarına bağlı olarak şunlardır: seyreltik çözeltiler, geçici ve konsantre. Seyreltik çözeltiler yapı olarak saf bir çözücüye benzer, ancak mevcut iyonlar etkileriyle bu yapıyı bozar. Güçlü elektrolitlerin bu tür zayıf çözeltileri, iyonlar arasındaki elektrostatik etkileşim nedeniyle özelliklerde ideal çözeltilerden farklıdır.

Konsantrasyonun geçiş bölgesi, iyonların etkisinden dolayı çözücünün yapısındaki önemli bir değişiklik ile karakterize edilir.Daha da yüksek konsantrasyonlarda çoğu solvent molekülü iyonlarla birlikte çözme yapılarına katılarak solvent eksikliği yaratır.

Konsantre çözelti, iyonik yapıların yüksek düzeni ve tekdüzeliği ile karakterize edilen, iyonik eriyik veya kristalin solvata yakın bir yapıya sahiptir. Bu iyonik yapılar, karmaşık etkileşimler yoluyla birbirleriyle ve su molekülleriyle bağlanır.

Özelliklerinin yüksek sıcaklık ve düşük sıcaklık bölgeleri ile yüksek ve normal basınç bölgeleri elektrolitlerin karakteristiğidir. Basınç veya sıcaklık arttıkça, çözücünün molar sıralaması azalır ve çözeltinin özellikleri üzerindeki birleştirici ve solasyon etkilerinin etkisi zayıflar. Ve sıcaklık erime noktasının altına düştüğünde, bazı elektrolitler camsı bir duruma geçer. Böyle bir elektrolit örneği, sulu bir LiCl çözeltisidir.

Günümüzde elektrolitler, teknoloji ve biyoloji dünyasında özellikle önemli bir rol oynamaktadır. Biyolojik süreçlerde elektrolitler, inorganik ve organik sentez için bir ortam ve teknolojide elektrokimyasal üretim için bir temel görevi görür.

Elektroliz, elektrokataliz, metallerin korozyonu, elektrokristalizasyon - bu fenomenler, özellikle enerji ve çevre koruma açısından birçok modern endüstride önemli yer tutar.

Ayrıca bakınız: Suyun elektrolizi ile hidrojen üretimi — teknoloji ve ekipman