Elektrolyt

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 13. září 2021; kontroly vyžadují 2 úpravy .

Elektrolyt je látka , která vede elektrický proud v důsledku disociace na ionty , ke které dochází v roztocích a taveninách , nebo pohybu iontů v krystalových mřížkách pevných elektrolytů. Příklady elektrolytů jsou kyseliny , soli , zásady a některé krystaly (např. jodid stříbrný , oxid zirkoničitý ). Elektrolyty jsou vodiče druhého druhu, látky, jejichž elektrická vodivost je způsobena pohyblivostí kladně nebo záporně nabitých iontů.

Stupeň disociace

Proces rozpadu molekul v roztoku elektrolytu nebo taveniny na ionty se nazývá elektrolytická disociace . Současně v elektrolytu probíhají procesy sdružování iontů do molekul. Za konstantních vnějších podmínek ( teplota , koncentrace atd.) se ustavuje dynamická rovnováha mezi rozpady a asociacemi. Proto je určitý podíl molekul látek v elektrolytech disociován. Pro kvantitativní charakteristiku elektrolytické disociace byl zaveden koncept stupně disociace [1] .

Klasifikace

Na základě stupně disociace jsou všechny elektrolyty rozděleny do dvou skupin:

Silné elektrolyty - elektrolyty, jejichž stupeň disociace v roztocích se rovná jednotě (to znamená, že se zcela disociují) a nezávisí na koncentraci roztoku. Patří sem velká většina solí, alkálií a také některé kyseliny (silné kyseliny jako HCl , HBr, HI, HNO 3, H 2 SO 4 ).
Slabé elektrolyty – stupeň disociace je menší než jednota (to znamená, že se úplně nedisociují) a se zvyšující se koncentrací klesá. Patří mezi ně voda , řada kyselin (slabé kyseliny jako HF), báze prvků p- , d- a f- .

Mezi těmito dvěma skupinami není jasná hranice, stejná látka může vykazovat vlastnosti silného elektrolytu v jednom rozpouštědle a slabého elektrolytu v jiném.

Použití termínu

V přírodních vědách

Termín elektrolyt je široce používán v biologii a medicíně. Nejčastěji to znamená vodný roztok obsahující určité ionty (například "absorpce elektrolytů" ve střevě ).

V technologii

Slovo elektrolyt je široce používáno ve vědě a technice, v různých průmyslových odvětvích může mít různý význam.

V elektrochemii

Vícesložkový roztok pro elektrolytické vylučování kovů , leptání atd. (odborný termín např. zlacený elektrolyt).

V aktuálních zdrojích

Elektrolyty jsou důležitou součástí chemických zdrojů proudu: galvanických článků a baterií. [2] Elektrolyt se účastní chemických reakcí oxidace a redukce s elektrodami, díky nimž dochází k EMP . Ve zdrojích energie může být elektrolyt v kapalném stavu (obvykle vodný roztok) nebo zahuštěný do stavu gelu .

Elektrolytický kondenzátor

V elektrolytických kondenzátorech se jako jedna z desek používá elektrolyt. Jako druhé obložení - kovová fólie ( hliník ) nebo porézní blok slinutý z kovových prášků ( tantal , niob ). Dielektrikem v takových kondenzátorech je oxidová vrstva samotného kovu, vytvořená chemickými metodami na povrchu kovového obložení.

Kondenzátory tohoto typu, na rozdíl od jiných typů, mají několik charakteristických rysů:

vysoká objemová a hmotnostní specifická kapacita;
požadavek na polaritu připojení v obvodech stejnosměrného napětí. Nedodržení polarity způsobuje prudký var elektrolytu, což vede k mechanické destrukci pouzdra kondenzátoru (výbuch);
významný únik a závislost elektrické kapacity na teplotě;
horní limitovaný provozní frekvenční rozsah (typické hodnoty stovky kHz - desítky MHz, v závislosti na nominální kapacitě a technologii).

Aktivity v elektrolytech

Chemický potenciál pro samostatný i-tý iont má tvar: kde je aktivita i-tého iontu v roztoku. $\mu _{i}=\mu _{i}^{0}+RTlna_{i},$ $a_{i}$

Pro elektrolyt jako celek máme:

$\mu _{el}=\sum _{i}v_{i}\mu _{i}=v_{+}\mu _{M^{+}}+v_{-}\mu _{ A^{-}}=v_{+}(\mu _{+}^{0}+RTlna_{M^{+}})+v_{-}(\mu _{-}^{0}+RTlna_ {A^{-}})=$

$=(v_{+}\mu _{+}^{0}+v_{-}\mu _{-}^{0})+RTln(a_{M^{+}}^{v^ {-}}\cdot a_{A^{-}}^{v^{-}})=\mu _{0}+RTlna,$ kde je aktivita elektrolytu; jsou stechiometrická čísla. $A$ ${\displaystyle v_{i))$

Máme tedy:

$a=a_{+}^{v^{+}}\cdot a_{-}^{v^{-}}.$

Průměrná aktivita iontu je:

$a_{\pm }=\left[a_{+}^{v^{+}}\cdot a_{-}^{v^{-}}\right]^{\frac {1}{v_ {+}+v_{-}}}.$

Pro monovalentní elektrolyt je to geometrický průměr aktivit jednotlivých iontů. $v_{+}=v_{-}=1$ $a_{\pm }={\sqrt {a_{+}\cdot a_{-}}},$ ${\displaystyle a_{\pm ))$

Pro přidávání roztoků elektrolytů je obvyklé používat molární ( m ) koncentraci (pro zředěné vodné roztoky je m (v mol/kg) číselně blízké c (molární koncentrace, v mol/l)). Kde je tedy koeficient aktivity i-tého iontu. $a_{i}=\gamma _{i}m_{i},$ ${\displaystyle \gamma _{i))$

Poznámky

↑ Stupeň disociace (α) je poměr počtu molekul disociovaných na ionty k celkovému počtu molekul v roztoku elektrolytu.
↑ GOST 15596-82 Zdroje chemického proudu. Termíny a definice

Literatura

Kistyakovsky V.A .,. Elektrolyt // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.

Odkazy

Elektrolyty - článek z Velké sovětské encyklopedie .

Termodynamické stavy látek

Fázové stavy

Skupenství Fázová rovnováha Pravidlo fáze fázový diagram Stavová rovnice
Pevný	krystaly Monokrystal polykrystal Krystalit
mezofáze	Amorfní těla skelný stav tekutý krystal Nematic smektický cholesterický Sloupcová fáze Mesogen Membrána
Kapalina	Ideální tekutina Metastabilní stav přehřátá kapalina podchlazená kapalina natažená tekutina Rozpad superkritická tekutina
Plyn	Ideální plyn skutečný plyn Pára Nasycená pára přehřátá pára přesycená pára
Plazma	elektromagnetické Kvarkovo-gluonové plazma Glazma
Nízká teplota	bosový kondenzát Fermionický kondenzát kvantový plyn Bose plyn Fermiho plyn degenerovaný plyn kvantová kapalina bosová kapalina Fermiho kapalina supratekutá pevná látka Jevy Supratekutost Supravodivost
jiný	zvláštní záležitost fotonická molekula barevný skleněný kondenzát

Fázové přechody

První druh

Druhý druh

v elektrických jevech	feroelektrický Antiferoelektrické
v magnetických jevech	feromagnetika Paramagnety Antiferomagnetika

kvantová

lambda bod

Disperzní systémy

Gely
- Aerogel
Řešení
koloidní systémy
- Hrubý
- Volně dispergovaný koloidní
Sol
Plechovka spreje
- Kouř
- Prach
- Mlha
- mlha
Suspenze
Emulze

viz také

Plazmatické substituční a perfuzní roztoky - ATC kód: B05

Krevní produkty

B05AA Náhrady plazmy a frakce plazmatických bílkovin	Albumin ( B05AA01 ) Fluorokarbonové krevní náhražky ( B05AA03 ) Dextran ( B05AA05 ) Želatinové přípravky ( B05AA06 ) Hydroxyethylškrob ( B05AA07 ) Hemoglobin glutamer (hovězí) ( B05AA10 )

Roztoky pro intravenózní podání

B05BA Roztoky pro parenterální výživu	Aminokyseliny ( B05BA01 ) Tukové emulze ( B05BA02 ) Sacharidy ( B05BA03 ) Proteinové hydrolyzáty ( B05BA04 ) Kombinované přípravky pro parenterální výživu ( B05BA10 )
B05BB Řešení ovlivňující rovnováhu voda-elektrolyt	Elektrolyty ( B05BB01 ) Elektrolyty v kombinaci se sacharidy ( B05BB02 ) trometamol ( B05BB03 )
B05BC Osmodiuretika	Manitol ( B05BC01 )

Zavlažovací roztoky

B05CB Solné roztoky	Chlorid sodný ( B05CB01 ) hydrogenuhličitan sodný ( B05CB04 )
B05CX Další řešení zavlažování	Dextróza ( B05CX01 )

Roztoky pro peritoneální dialýzu

B05DA Izotonické roztoky	Icodextrin ( B05DA )
B05DB hypertonické roztoky	Chlorid sodný ( B05DB )

Aditiva pro IV roztoky

B05XA Roztoky elektrolytů	Chlorid draselný ( B05XA01 ) Síran hořečnatý ( B05XA05 ) Chlorid vápenatý ( B05XA07 ) Kardioplegická řešení ( B05XA16 ) Elektrolyty v kombinaci s jinými léky ( B05XA31 )
B05XB Aminokyseliny	Alanyl glutamin ( B05XB02 )

Hemodialyzáty a hemofiltráty

B05ZA Hemodialyzáty (koncentráty)	Solcoseryl ( B05ZA )