المحاليل المنحل بالكهرباء عبارة عن سوائل خاصة تكون جزئيًا أو كليًا على شكل جسيمات مشحونة (أيونات). تسمى عملية تقسيم الجزيئات إلى جسيمات سالبة (أنيون) وجسيمات موجبة الشحنة (كاتيونات) بالتفكك الإلكتروليتي. التفكك في المحاليل ممكن فقط بسبب قدرة الأيونات على التفاعل مع جزيئات السائل القطبي الذي يعمل كمذيب.
ما هي المنحلات بالكهرباء
تنقسم المحاليل المنحل بالكهرباء إلى مائية وغير مائية. تمت دراسة المياه بشكل جيد وهي منتشرة على نطاق واسع. توجد في كل كائن حي تقريبًا وتشارك بنشاط في العديد من العمليات البيولوجية المهمة. تُستخدم الإلكتروليتات غير المائية لإجراء العمليات الكهروكيميائية والتفاعلات الكيميائية المختلفة. أدى استخدامها إلى اختراع مصادر طاقة كيميائية جديدة. يلعبون دورًا مهمًا في الخلايا الكهروكيميائية الضوئية والتوليف العضوي والمكثفات الإلكتروليتية.
يمكن تقسيم المحاليل بالكهرباء حسب درجة التفكك إلىقوي ومتوسط وضعيف. درجة التفكك (α) هي نسبة عدد الجزيئات المتحللة إلى جسيمات مشحونة إلى العدد الإجمالي للجزيئات. بالنسبة للإلكتروليتات القوية ، تقترب قيمة α من 1 ، وللإلكتروليتات المتوسطة α≈0.3 ، وللإلكتروليتات الضعيفة α<0 ، 1.
تحتوي الإلكتروليتات القوية عادة على الأملاح ، وعدد من بعض الأحماض - HCl ، HBr ، HI ، HNO3، H2SO 4 ، HClO4، هيدروكسيدات الباريوم والسترونشيوم والكالسيوم والمعادن القلوية. القواعد والأحماض الأخرى عبارة عن إلكتروليتات متوسطة أو ضعيفة.
خصائص المحاليل المنحل بالكهرباء
غالبًا ما يكون تكوين المحاليل مصحوبًا بتأثيرات حرارية وتغيرات في الحجم. تتم عملية إذابة المنحل بالكهرباء في السائل على ثلاث مراحل:
- تدمير الروابط بين الجزيئات والكيميائية للإلكتروليت المذاب يتطلب إنفاق كمية معينة من الطاقة وبالتالي يتم امتصاص الحرارة (∆Нتم حلها> 0).
- في هذه المرحلة ، يبدأ المذيب في التفاعل مع أيونات الإلكتروليت ، مما يؤدي إلى تكوين الذوابات (في المحاليل المائية - الهيدرات). تسمى هذه العملية بالذوبان وهي طاردة للحرارة ، أي تنبعث الحرارة (∆ Нhydr< 0).
- الخطوة الأخيرة هي الانتشار. هذا توزيع موحد للهيدرات (المذيبات) في حجم المحلول. تتطلب هذه العملية تكاليف طاقة وبالتالي يتم تبريد الحل (∆Нdif> 0).
وبالتالي ، يمكن كتابة التأثير الحراري الكلي لانحلال الإلكتروليت على النحو التالي:
∆Нحل=∆Нإطلاق+ ∆Нhydr+ ∆Нفرق
تعتمد العلامة النهائية للتأثير الحراري الكلي لانحلال الإلكتروليت على ماهية تأثيرات الطاقة المكونة. عادة ما تكون هذه العملية ماصة للحرارة.
تعتمد خصائص الحل بشكل أساسي على طبيعة المكونات المكونة له. بالإضافة إلى ذلك ، تتأثر خصائص المنحل بالكهرباء بتكوين المحلول والضغط ودرجة الحرارة.
اعتمادًا على محتوى المادة المذابة ، يمكن تقسيم جميع محاليل الإلكتروليت إلى مخففة للغاية (تحتوي فقط على "آثار" من الإلكتروليت) ، والتخفيف (مع محتوى صغير من المادة المذابة) وتركيزها (مع محتوى كبير من المنحل بالكهرباء).
التفاعلات الكيميائية في محاليل الإلكتروليت ، والتي تحدث بسبب مرور التيار الكهربائي ، تؤدي إلى إطلاق مواد معينة على الأقطاب الكهربائية. تسمى هذه الظاهرة بالتحليل الكهربائي وغالبًا ما تستخدم في الصناعة الحديثة. على وجه الخصوص ، ينتج التحليل الكهربائي الألمنيوم والهيدروجين والكلور وهيدروكسيد الصوديوم وبيروكسيد الهيدروجين والعديد من المواد المهمة الأخرى.
