Las soluciones de electrolitos son líquidos especiales que están total o parcialmente en forma de partículas cargadas (iones). El mismo proceso de dividir las moléculas en partículas cargadas negativamente (aniones) y cargadas positivamente (cationes) se llama disociación electrolítica. La disociación en soluciones solo es posible debido a la capacidad de los iones para interactuar con las moléculas del líquido polar, que actúa como solvente.
Qué son los electrolitos
Las soluciones de electrolitos se dividen en acuosas y no acuosas. Los de agua han sido bastante estudiados y están muy extendidos. Se encuentran en casi todos los organismos vivos y participan activamente en muchos procesos biológicos importantes. Los electrolitos no acuosos se utilizan para llevar a cabo procesos electroquímicos y diversas reacciones químicas. Su uso ha llevado a la invención de nuevas fuentes de energía química. Desempeñan un papel importante en las células fotoelectroquímicas, la síntesis orgánica y los condensadores electrolíticos.
Las soluciones de electrolitos, según el grado de disociación, se pueden dividir enfuerte, medio y débil. El grado de disociación (α) es la relación entre el número de moléculas descompuestas en partículas cargadas y el número total de moléculas. Para electrolitos fuertes, el valor de α se aproxima a 1, para electrolitos medios α≈0.3 y para electrolitos débiles α<0, 1.
Los electrolitos fuertes suelen incluir sales, varios ácidos: HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4, hidróxidos de bario, estroncio, calcio y metales alcalinos. Otras bases y ácidos son electrolitos medios o débiles.
Propiedades de las soluciones electrolíticas
La formación de soluciones suele ir acompañada de efectos térmicos y cambios de volumen. El proceso de disolución del electrolito en el líquido tiene lugar en tres etapas:
- La destrucción de los enlaces intermoleculares y químicos del electrolito disuelto requiere el gasto de una cierta cantidad de energía y, por lo tanto, se absorbe calor (∆Нresuelto > 0).
- En esta etapa, el solvente comienza a interactuar con los iones electrolíticos, lo que resulta en la formación de solvatos (en soluciones acuosas, hidratos). Este proceso se denomina solvatación y es exotérmico, es decir, se libera calor (∆ Нhydr < 0).
- El último paso es la difusión. Esta es una distribución uniforme de hidratos (solvatos) en el volumen de la solución. Este proceso requiere costos de energía y, por lo tanto, la solución se enfría (∆Нdif > 0).
Por lo tanto, el efecto térmico total de la disolución del electrolito se puede escribir de la siguiente manera:
∆Нsolv=∆Нliberar + ∆Нhydr + ∆Н diferencia
El signo final del efecto térmico total de la disolución del electrolito depende de cuáles resulten ser los efectos de la energía constituyente. Este proceso suele ser endotérmico.
Las propiedades de una solución dependen principalmente de la naturaleza de sus componentes constituyentes. Además, las propiedades del electrolito se ven afectadas por la composición de la solución, la presión y la temperatura.
Dependiendo del contenido de la sustancia disuelta, todas las soluciones de electrolitos se pueden dividir en extremadamente diluidas (que contienen solo "trazas" del electrolito), diluidas (con un pequeño contenido de la sustancia disuelta) y concentradas (con un contenido significativo del electrolito).
Las reacciones químicas en las soluciones electrolíticas, que se producen por el paso de la corriente eléctrica, provocan la liberación de determinadas sustancias en los electrodos. Este fenómeno se llama electrólisis y se usa a menudo en la industria moderna. En particular, la electrólisis produce aluminio, hidrógeno, cloro, hidróxido de sodio, peróxido de hidrógeno y muchas otras sustancias importantes.
