Apa itu elektrolit

Zat di mana arus listrik disebabkan oleh pergerakan ion, mis. konduktivitas ionikdisebut elektrolit. Elektrolit termasuk konduktor tipe kedua, karena arus di dalamnya terkait dengan proses kimiawi, dan tidak hanya dengan pergerakan elektron, seperti pada logam.

Molekul zat ini dalam larutan mampu disosiasi elektrolitik, yaitu terurai ketika dilarutkan menjadi ion bermuatan positif (kation) dan bermuatan negatif (anion). Elektrolit padat, lelehan ionik, dan larutan elektrolit dapat ditemukan di alam. Bergantung pada jenis pelarutnya, elektrolit bersifat berair dan tidak berair, serta tipe khusus - polielektrolit.

Bergantung pada jenis ion di mana zat terurai ketika dilarutkan dalam air, elektrolit tanpa ion H + dan OH- (garam elektrolit), elektrolit dengan banyak ion H + (asam) dan elektrolit dengan dominasi ion OH- ( dasar) dapat diisolasi.

Jika ion positif dan negatif dalam jumlah yang sama terbentuk selama disosiasi molekul elektrolit, elektrolit semacam itu disebut simetris.Atau asimetris jika jumlah ion positif dan negatif dalam larutan tidak sama. Contoh elektrolit simetris - KCl - elektrolit 1,1-valen dan CaSO4 - elektrolit 2,2-valen. Perwakilan dari elektrolit asimetris adalah, misalnya, H2TAKA4 — elektrolit 1,2-valen.

Semua elektrolit secara kasar dapat dibagi menjadi kuat dan lemah, tergantung pada kemampuannya untuk berdisosiasi. Elektrolit kuat dalam larutan encer terurai hampir seluruhnya menjadi ion. Ini termasuk sejumlah besar garam anorganik, beberapa asam dan basa dalam larutan air atau pelarut dengan daya disosiasi tinggi, seperti alkohol, keton, atau amida.

Elektrolit lemah hanya terdekomposisi sebagian dan berada dalam kesetimbangan dinamis dengan molekul yang tidak terdisosiasi. Ini termasuk sejumlah besar asam organik serta banyak basa dalam pelarut.

Tingkat disosiasi tergantung pada beberapa faktor: suhu, konsentrasi dan jenis pelarut. Jadi, elektrolit yang sama pada suhu yang berbeda, atau pada suhu yang sama tetapi dalam pelarut yang berbeda, akan terdisosiasi dengan derajat yang berbeda.

Karena disosiasi elektrolitik, menurut definisi, menghasilkan lebih banyak partikel dalam larutan, hal itu menyebabkan perbedaan yang signifikan dalam sifat fisik larutan elektrolit dan zat dari berbagai jenis: tekanan osmotik meningkat, suhu beku berubah sehubungan dengan kemurnian pelarut dan lain-lain.

Ion elektrolit sering berpartisipasi dalam proses elektrokimia dan reaksi kimia sebagai unit kinetik independen, terlepas dari ion lain yang ada dalam larutan: pada elektroda yang direndam dalam elektrolit, ketika arus melewati elektrolit, reaksi reduksi oksidasi terjadi, produk dari yang ditambahkan ke komposisi elektrolit.

Jadi, elektrolit adalah sistem zat yang kompleks yang mencakup ion, molekul pelarut, molekul zat terlarut yang tidak terdisosiasi, pasangan ion, dan senyawa yang lebih besar. Oleh karena itu, sifat-sifat elektrolit ditentukan oleh sejumlah faktor: sifat interaksi ion-molekul dan ion-ion, perubahan struktur pelarut dengan adanya partikel terlarut, dll.

Ion dan molekul elektrolit polar berinteraksi sangat aktif satu sama lain, yang mengarah pada pembentukan struktur solvasi, yang perannya menjadi lebih signifikan dengan penurunan ukuran ion dan peningkatan valensinya. Energi solvasi adalah ukuran interaksi ion elektrolit dengan molekul pelarut.

Elektrolit, tergantung pada konsentrasinya, adalah: larutan encer, sementara dan pekat. Larutan encer memiliki struktur yang mirip dengan pelarut murni, tetapi ion yang ada mengganggu struktur ini karena pengaruhnya. Larutan elektrolit kuat yang lemah seperti itu berbeda dari larutan ideal dalam sifat karena interaksi elektrostatik antar ion.

Daerah transisi konsentrasi ditandai dengan perubahan signifikan dalam struktur pelarut karena pengaruh ion.Pada konsentrasi yang lebih tinggi, sebagian besar molekul pelarut berpartisipasi dalam struktur solvasi dengan ion, sehingga menciptakan defisit pelarut.

Larutan pekat memiliki struktur yang dekat dengan lelehan ionik atau solvat kristal, ditandai dengan keteraturan tinggi dan keseragaman struktur ionik. Struktur ionik ini berikatan satu sama lain dan dengan molekul air melalui interaksi kompleks.

Daerah suhu tinggi dan suhu rendah dari sifatnya, serta daerah tekanan tinggi dan normal, merupakan karakteristik elektrolit. Dengan meningkatnya tekanan atau suhu, urutan molar pelarut berkurang dan pengaruh efek asosiatif dan solasi pada sifat-sifat larutan melemah. Dan ketika suhu turun di bawah titik leleh, beberapa elektrolit menjadi seperti kaca. Contoh elektrolit semacam itu adalah larutan LiCl dalam air.

Saat ini, elektrolit memainkan peran yang sangat penting dalam dunia teknologi dan biologi. Dalam proses biologis, elektrolit bertindak sebagai media untuk sintesis anorganik dan organik, dan dalam teknologi sebagai dasar produksi elektrokimia.

Elektrolisis, elektrokatalisis, korosi logam, elektrokristalisasi — fenomena ini menempati tempat penting di banyak industri modern, terutama dalam hal perlindungan energi dan lingkungan.

Lihat juga: Produksi hidrogen dengan elektrolisis air — teknologi dan peralatan