Les solutions d'électrolytes sont des liquides spéciaux qui se présentent partiellement ou totalement sous la forme de particules chargées (ions). Le processus même de division des molécules en particules chargées négativement (anions) et positivement (cations) est appelé dissociation électrolytique. La dissociation dans les solutions n'est possible qu'en raison de la capacité des ions à interagir avec les molécules du liquide polaire, qui agit comme un solvant.
Que sont les électrolytes
Les solutions d'électrolytes sont divisées en solutions aqueuses et non aqueuses. Celles de l'eau ont été assez bien étudiées et sont très répandues. On les trouve dans presque tous les organismes vivants et ils sont activement impliqués dans de nombreux processus biologiques importants. Les électrolytes non aqueux sont utilisés pour effectuer des processus électrochimiques et diverses réactions chimiques. Leur utilisation a conduit à l'invention de nouvelles sources d'énergie chimiques. Ils jouent un rôle important dans les cellules photoélectrochimiques, la synthèse organique, les condensateurs électrolytiques.
Les solutions d'électrolytes en fonction du degré de dissociation peuvent être divisées enfort, moyen et faible. Le degré de dissociation (α) est le rapport du nombre de molécules décomposées en particules chargées au nombre total de molécules. Pour les électrolytes forts, la valeur de α tend vers 1, pour les électrolytes moyens α≈0,3, et pour les électrolytes faibles α<0, 1.
Les électrolytes forts comprennent généralement des sels, un certain nombre de certains acides - HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4, hydroxydes de baryum, strontium, calcium et métaux alcalins. Les autres bases et acides sont des électrolytes moyens ou faibles.
Propriétés des solutions électrolytiques
La formation de solutions s'accompagne souvent d'effets thermiques et de changements de volume. Le processus de dissolution de l'électrolyte dans le liquide se déroule en trois étapes:
- La destruction des liaisons intermoléculaires et chimiques de l'électrolyte dissous nécessite la dépense d'une certaine quantité d'énergie et donc la chaleur est absorbée (∆Нrésolu > 0).
- À ce stade, le solvant commence à interagir avec les ions de l'électrolyte, entraînant la formation de solvates (dans les solutions aqueuses - hydrates). Ce processus est appelé solvatation et est exothermique, c'est-à-dire la chaleur est libérée (∆ Ýhydr < 0).
- La dernière étape est la diffusion. Il s'agit d'une répartition uniforme des hydrates (solvates) dans le volume de la solution. Ce processus nécessite des coûts énergétiques et donc la solution est refroidie (∆Нdif > 0).
Ainsi, l'effet thermique total de la dissolution de l'électrolyte peut s'écrire comme suit:
∆Нsolv=∆Нrelease + ∆Нhydr + ∆Н diff
Le signe final de l'effet thermique total de la dissolution de l'électrolyte dépend de ce que sont les effets énergétiques constitutifs. Ce processus est généralement endothermique.
Les propriétés d'une solution dépendent principalement de la nature de ses composants. De plus, les propriétés de l'électrolyte sont affectées par la composition de la solution, la pression et la température.
Selon le contenu de la substance dissoute, toutes les solutions d'électrolyte peuvent être divisées en extrêmement diluées (qui ne contiennent que des "traces" de l'électrolyte), diluées (avec une faible teneur en substance dissoute) et concentrées (avec un contenu significatif de l'électrolyte).
Les réactions chimiques dans les solutions électrolytiques, provoquées par le passage du courant électrique, entraînent la libération de certaines substances sur les électrodes. Ce phénomène est appelé électrolyse et est souvent utilisé dans l'industrie moderne. En particulier, l'électrolyse produit de l'aluminium, de l'hydrogène, du chlore, de l'hydroxyde de sodium, du peroxyde d'hydrogène et de nombreuses autres substances importantes.
