W jaki sposób elektrolity wpływają na prąd elektryczny?

Elektrolity są substancjami, które w roztworze wodnym przewodzą prąd elektryczny. Ich właściwości elektrolitowe wynikają z obecności w roztworze jonów, czyli atomów lub cząsteczek, które utraciły lub zdobyły elektrony i zyskały ładunek elektryczny. W kontekście elektrolitów istotna jest koncepcja przepływu ładunku elektrycznego, który może być przekazywany dzięki ruchowi jonów w roztworze.

W niniejszym artykule omówimy, jak elektrolity wpływają na prąd elektryczny, jakie to mają zastosowanie w praktyce, jakie rodzaje elektrolitów istnieją i jakie są ich właściwości.

Rodzaje elektrolitów

Elektrolity dzielimy na dwie kategorie: słabe i mocne. Słabe elektrolity to substancje, które jedynie częściowo dysocjują w wodzie, czyli ulegają rozdzieleniu na jony tylko w niewielkim stopniu. Przykładem słabego elektrolitu jest kwas octowy, który dysocjuje jedynie w odrobinie wody na jony kwasowe i jony acetanowe. Mocne elektrolity to substancje, które w pełni dysocjują w wodzie, czyli zostają całkowicie rozłożone na jony. Przykładem mocnego elektrolitu jest kwas chlorowodorowy, który w wodzie rozpada się na jony kwasowe i jony chlorowe.

Elektrolity a prąd elektryczny

W roztworze elektrolitu jony mogą przemieszczać się wokół swoich nieładunkowych części, np. aniony (jony ujemne) wokół części atomowej, dzięki czemu przepływa przez nie prąd elektryczny. Dzięki temu, że elektrolity wpływają na przewodzenie prądu, mogą stanowić podstawę do nauki i zrozumienia elektrochemii.

Elektrolity mają znaczący wpływ na działanie baterii i akumulatorów, które wykorzystują zjawiska elektrochemiczne. W baterii dochodzi do oddzielania ładunków elektrycznych, a w akumulatorze, w którym prąd zwracany jest przy ładowaniu, do przepływu prądu w kierunku odwrotnym. Kilkukrotny proces ładowania i rozładowywania baterii jest możliwy dzięki temu, że w elektrolicie zachodzą reakcje związane z oddawaniem lub pobieraniem elektronów przez jony.

W konsekwencji, elektrolity są powszechnie stosowane w różnych urządzeniach elektrycznych, w tym także w oświetleniu LED, albo w powłokach ochronnych na aluminium.

Elektrolity a roztwory wodne

Elektrolity są często wykorzystywane w badaniach laboratoryjnych, w których istnieje potrzeba tworzenia roztworów wodnych o określonych stężeniach lub zupełnie nowych substancjach. Stwierdzenie, że elektrolity wpływają na prąd elektryczny, ma zastosowanie również w takich sytuacjach.

Roztwory wodne elektrolitów mogą wykazywać różnicę w przewodności elektrycznej, co wynika z ich stężenia i rodzaju jonów. Przykładowo, roztwór kwasu solnego HCl w 37% stężeniu wykazuje bardzo wysoką przewodność elektryczną, ponieważ w skład molekuły wchodzi jony H+ i Cl-. Z kolei roztwory węglanu sodu Na2CO3 w niskich stężeniach są słabo przewodzące ze względu na małą ilość jonów sodowych Na+ i węglanowych CO32- uwalnianych do roztworu.

Elektrolity a zjawiska chemiczne

Elektrolity wpływają również na wiele innych zjawisk chemicznych. Wykorzystuje się je w procesach utrwalania fotografii, w syntezie substancji chemicznych, a nawet w kosmetyce.

Na przykład, elektrolity wprowadzone do roztworu określonych substancji chemicznych mogą pomóc w czyszczeniu i wybielaniu zębów. W takich przypadkach, np. zastosowanie nadtlenku wodoru, soda kalcynowana, fluor zarządzanych przez elektrolitycznych metod, mogą przyspieszyć powstawanie jonów związanych z białkami, a tym samym ułatwić usuwanie zanieczyszczeń.

Podsumowanie

Elektrolity są substancjami, które w roztworze wodnym przewodzą prąd elektryczny. Ich właściwości elektrolitowe wynikają z obecności jonów w roztworze. Elektrolity dzielimy na słabe i mocne. W roztworze elektrolitu jony mogą przemieszczać się wokół swoich nieładunkowych części, dzięki czemu przepływa przez nie prąd elektryczny. Elektrolity wpływają również na wiele innych zjawisk chemicznych, takie jak utrwalanie fotografii czy czyszczenie zębów.