As soluções eletrolíticas são líquidos especiais que estão parcial ou completamente na forma de partículas carregadas (íons). O próprio processo de divisão de moléculas em partículas carregadas negativamente (ânions) e positivamente (cátions) é chamado de dissociação eletrolítica. A dissociação em soluções só é possível devido à capacidade dos íons de interagir com as moléculas do líquido polar, que atua como solvente.
O que são eletrólitos
As soluções eletrolíticas são divididas em aquosas e não aquosas. Os aquáticos foram muito bem estudados e estão muito difundidos. Eles são encontrados em quase todos os organismos vivos e estão ativamente envolvidos em muitos processos biológicos importantes. Eletrólitos não aquosos são usados para realizar processos eletroquímicos e várias reações químicas. Seu uso levou à invenção de novas fontes de energia química. Eles desempenham um papel importante em células fotoeletroquímicas, síntese orgânica, capacitores eletrolíticos.
As soluções eletrolíticas dependendo do grau de dissociação podem ser divididas emforte, médio e fraco. O grau de dissociação (α) é a razão entre o número de moléculas decompostas em partículas carregadas e o número total de moléculas. Para eletrólitos fortes, o valor de α se aproxima de 1, para eletrólitos médios α≈0,3 e para eletrólitos fracos α<0, 1.
Eletrólitos fortes geralmente incluem sais, vários ácidos - HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4, hidróxidos de bário, estrôncio, cálcio e metais alcalinos. Outras bases e ácidos são eletrólitos médios ou fracos.
Propriedades das soluções eletrolíticas
A formação de soluções é frequentemente acompanhada por efeitos térmicos e mudanças de volume. O processo de dissolução do eletrólito no líquido ocorre em três etapas:
- A destruição das ligações intermoleculares e químicas do eletrólito dissolvido requer o gasto de uma certa quantidade de energia e, portanto, o calor é absorvido (∆Нresolved > 0).
- Nesta fase, o solvente começa a interagir com os íons eletrólitos, resultando na formação de solvatos (em soluções aquosas - hidratos). Este processo é chamado de solvatação e é exotérmico, ou seja, calor é liberado (∆ Нhidr < 0).
- O último passo é a difusão. Esta é uma distribuição uniforme de hidratos (solvatos) no volume da solução. Este processo requer custos de energia e, portanto, a solução é resfriada (∆Нdif > 0).
Assim, o efeito térmico total da dissolução do eletrólito pode ser escrito da seguinte forma:
∆Нsolv=∆Нlançamento + ∆Нhid + ∆Н dif
O sinal final do efeito térmico total da dissolução do eletrólito depende de quais são os efeitos da energia constituinte. Este processo é geralmente endotérmico.
As propriedades de uma solução dependem principalmente da natureza de seus componentes constituintes. Além disso, as propriedades do eletrólito são afetadas pela composição da solução, pressão e temperatura.
Dependendo do teor da substância dissolvida, todas as soluções eletrolíticas podem ser divididas em extremamente diluídas (que contêm apenas "vestígios" do eletrólito), diluídas (com um pequeno teor da substância dissolvida) e concentradas (com um conteúdo significativo do eletrólito).
Reações químicas em soluções eletrolíticas, que são causadas pela passagem de corrente elétrica, levam à liberação de certas substâncias nos eletrodos. Esse fenômeno é chamado de eletrólise e é frequentemente usado na indústria moderna. Em particular, a eletrólise produz alumínio, hidrogênio, cloro, hidróxido de sódio, peróxido de hidrogênio e muitas outras substâncias importantes.
