สารละลายอิเล็กโทรไลต์

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 05:43

สารละลายอิเล็กโทรไลต์เป็นของเหลวพิเศษที่บางส่วนหรือทั้งหมดอยู่ในรูปของอนุภาคที่มีประจุ (ไอออน) กระบวนการแยกโมเลกุลออกเป็นอนุภาคประจุลบ (แอนไอออน) และประจุบวก (ไพเพอร์) เรียกว่าการแยกตัวด้วยไฟฟ้า การแยกตัวในสารละลายเกิดขึ้นได้เนื่องจากความสามารถของไอออนในการโต้ตอบกับโมเลกุลของของเหลวที่มีขั้วซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวทำละลาย

อิเล็กโทรไลต์คืออะไร

สารละลายอิเล็กโทรไลต์แบ่งออกเป็นน้ำและไม่ใช่น้ำ แหล่งน้ำได้รับการศึกษาค่อนข้างดีและแพร่หลายมาก พบได้ในสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดและมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในกระบวนการทางชีววิทยาที่สำคัญหลายอย่าง อิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่น้ำใช้เพื่อดำเนินการกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าและปฏิกิริยาเคมีต่างๆ การใช้งานได้นำไปสู่การประดิษฐ์แหล่งพลังงานเคมีใหม่ พวกมันมีบทบาทสำคัญในเซลล์โฟโตอิเล็กโทรเคมี การสังเคราะห์สารอินทรีย์ ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

สารละลายอิเล็กโทรไลต์ขึ้นอยู่กับระดับของการแยกตัวออกเป็นแข็งแกร่งปานกลางและอ่อนแอ ระดับความแตกแยก (α) คืออัตราส่วนของจำนวนโมเลกุลที่สลายตัวเป็นอนุภาคที่มีประจุต่อจำนวนโมเลกุลทั้งหมด สำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่แรง ค่าของ α จะเข้าใกล้ 1 สำหรับอิเล็กโทรไลต์ขนาดกลาง α≈0.3 และสำหรับอิเล็กโทรไลต์แบบอ่อน α<0, 1.

อิเล็กโทรไลต์ที่แรงมักประกอบด้วยเกลือ กรดบางชนิด - HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO4_{, HClO}4_{, ไฮดรอกไซด์ของแบเรียม, สตรอนเทียม, แคลเซียมและโลหะอัลคาไล เบสและกรดอื่นๆ เป็นอิเล็กโทรไลต์ปานกลางหรืออ่อน}

คุณสมบัติของสารละลายอิเล็กโทรไลต์

การก่อตัวของสารละลายมักมาพร้อมกับผลกระทบจากความร้อนและการเปลี่ยนแปลงปริมาตร กระบวนการละลายอิเล็กโทรไลต์ในของเหลวเกิดขึ้นในสามขั้นตอน:

1. การทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลและพันธะเคมีของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายน้ำต้องใช้พลังงานจำนวนหนึ่ง ดังนั้นความร้อนจึงถูกดูดซับ (∆Н_resolved > 0).
2. ในขั้นตอนนี้ ตัวทำละลายเริ่มทำปฏิกิริยากับอิออนอิเล็กโทรไลต์ ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของโซลเวต (ในสารละลายในน้ำ - ไฮเดรต) กระบวนการนี้เรียกว่าการละลายและเป็นคายความร้อน กล่าวคือ ความร้อนถูกปล่อยออกมา (∆ Н_hydr < 0).
3. ขั้นตอนสุดท้ายคือการแพร่กระจาย นี่คือการกระจายตัวของไฮเดรต (โซลเวต) อย่างสม่ำเสมอในปริมาตรของสารละลาย กระบวนการนี้ต้องใช้ต้นทุนด้านพลังงาน ดังนั้น โซลูชันจึงถูกทำให้เย็นลง (∆Н_dif > 0)

ดังนั้น ผลกระทบทางความร้อนรวมของการละลายอิเล็กโทรไลต์สามารถเขียนได้ดังนี้:

∆Н_solv=∆Н_release + ∆Н_hydr + ∆Н _ต่าง

สัญญาณสุดท้ายของผลความร้อนโดยรวมของการละลายของอิเล็กโทรไลต์นั้นขึ้นอยู่กับผลกระทบของพลังงานที่เป็นส่วนประกอบ กระบวนการนี้มักจะดูดความร้อน

คุณสมบัติของสารละลายขึ้นอยู่กับธรรมชาติของส่วนประกอบเป็นหลัก นอกจากนี้ คุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์ยังได้รับผลกระทบจากองค์ประกอบของสารละลาย ความดัน และอุณหภูมิ

ขึ้นอยู่กับเนื้อหาของสารที่ละลาย สารละลายอิเล็กโทรไลต์ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสารเจือจางอย่างยิ่ง (ซึ่งมีเพียง "ร่องรอย" ของอิเล็กโทรไลต์) เจือจาง (ที่มีเนื้อหาที่ละลายในปริมาณเล็กน้อย) และเข้มข้น (ด้วย เนื้อหาสำคัญของอิเล็กโทรไลต์)

ปฏิกิริยาเคมีในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเกิดจากการไหลผ่านของกระแสไฟฟ้า นำไปสู่การปลดปล่อยสารบางชนิดบนอิเล็กโทรด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าอิเล็กโทรไลซิสและมักใช้ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อิเล็กโทรลิซิสจะผลิตอะลูมิเนียม ไฮโดรเจน คลอรีน โซเดียมไฮดรอกไซด์ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และสารสำคัญอื่นๆ อีกมากมาย