ઇલેક્ટ્રોલાઇટ શું છે

પદાર્થો જેમાં વિદ્યુત પ્રવાહ આયનોની હિલચાલને કારણે છે, એટલે કે. આયનીય વાહકતાઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ કહેવાય છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ બીજા પ્રકારનાં વાહક સાથે સંબંધિત છે, કારણ કે તેમાંનો પ્રવાહ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ સાથે સંબંધિત છે, અને ધાતુઓની જેમ ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ સાથે જ નહીં.

દ્રાવણમાં આ પદાર્થોના પરમાણુઓ ઇલેક્ટ્રોલિટીક વિયોજન માટે સક્ષમ છે, એટલે કે, જ્યારે તેઓ સકારાત્મક ચાર્જ (કેશન્સ) અને નકારાત્મક ચાર્જ (આયન) આયનોમાં ઓગળી જાય છે ત્યારે તેઓ વિઘટિત થાય છે. સોલિડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ, આયનીય પીગળે અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સોલ્યુશન્સ પ્રકૃતિમાં મળી શકે છે. દ્રાવકના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ જલીય અને બિન-જલીય હોય છે, તેમજ એક વિશિષ્ટ પ્રકાર - પોલિઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ.

આયનોના પ્રકાર પર આધાર રાખીને કે જેમાં પદાર્થ પાણીમાં ઓગળવામાં આવે ત્યારે વિઘટિત થાય છે, H + અને OH- આયનો (મીઠું ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ), H + આયનો (એસિડ) ની વિપુલતા ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ અને OH- આયનોનું વર્ચસ્વ ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ (મીઠું ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ). આધાર) અલગ કરી શકાય છે.

જો ઇલેક્ટ્રોલાઇટ પરમાણુઓના વિયોજન દરમિયાન સમાન સંખ્યામાં હકારાત્મક અને નકારાત્મક આયન રચાય છે, તો આવા ઇલેક્ટ્રોલાઇટને સપ્રમાણ કહેવામાં આવે છે.અથવા અસમપ્રમાણ જો દ્રાવણમાં હકારાત્મક અને નકારાત્મક આયનોની સંખ્યા સમાન ન હોય. સપ્રમાણ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના ઉદાહરણો - KCl - 1,1-વેલેન્ટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ અને CaSO4 - 2,2-વેલેન્ટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ. અસમપ્રમાણ ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો પ્રતિનિધિ છે, ઉદાહરણ તરીકે, H2TAKA4 — એક 1,2-વેલેન્ટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ.

બધા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સને તેમની અલગ થવાની ક્ષમતાના આધારે આશરે મજબૂત અને નબળામાં વિભાજિત કરી શકાય છે. મંદ દ્રાવણમાં મજબૂત ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ લગભગ સંપૂર્ણપણે આયનોમાં વિઘટિત થાય છે. આમાં મોટી સંખ્યામાં અકાર્બનિક ક્ષાર, કેટલાક એસિડ અને જલીય દ્રાવણમાં રહેલા પાયા અથવા ઉચ્ચ વિયોજન શક્તિ ધરાવતા દ્રાવકો, જેમ કે આલ્કોહોલ, કીટોન્સ અથવા એમાઈડ્સનો સમાવેશ થાય છે.

નબળા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ માત્ર આંશિક રીતે વિઘટિત હોય છે અને અસંબંધિત અણુઓ સાથે ગતિશીલ સંતુલનમાં હોય છે. તેમાં મોટી સંખ્યામાં કાર્બનિક એસિડ્સ તેમજ સોલવન્ટ્સમાં ઘણા પાયાનો સમાવેશ થાય છે.

વિયોજનની ડિગ્રી ઘણા પરિબળો પર આધારિત છે: તાપમાન, સાંદ્રતા અને દ્રાવકનો પ્રકાર. તેથી, સમાન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ વિવિધ તાપમાને, અથવા સમાન તાપમાને પરંતુ વિવિધ દ્રાવકોમાં, વિવિધ ડિગ્રીમાં વિભાજિત થશે.

ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક ડિસોસિએશન, વ્યાખ્યા દ્વારા, દ્રાવણમાં મોટી સંખ્યામાં કણો ઉત્પન્ન કરે છે, તે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ અને વિવિધ પ્રકારના પદાર્થોના ઉકેલોના ભૌતિક ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર તફાવત તરફ દોરી જાય છે: ઓસ્મોટિક દબાણ વધે છે, દ્રાવક શુદ્ધતાના સંબંધમાં ઠંડું તાપમાન બદલાય છે. અને અન્ય.

ઇલેક્ટ્રોલાઇટ આયનો ઘણીવાર ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓમાં અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં સ્વતંત્ર ગતિ એકમો તરીકે ભાગ લે છે, જે ઉકેલમાં હાજર અન્ય આયનોથી સ્વતંત્ર છે: ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ડૂબેલા ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર, જ્યારે વર્તમાન ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે ઓક્સિડેશન-ઘટાડો પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે, તેના ઉત્પાદનો જે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ રચનામાં ઉમેરવામાં આવે છે.

આમ, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ એ પદાર્થોની જટિલ પ્રણાલીઓ છે જેમાં આયનો, દ્રાવક પરમાણુઓ, અસંબંધિત દ્રાવ્ય અણુઓ, આયન જોડીઓ અને મોટા સંયોજનોનો સમાવેશ થાય છે. તેથી, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના ગુણધર્મો સંખ્યાબંધ પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: આયન-પરમાણુ અને આયન-આયન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની પ્રકૃતિ, ઓગળેલા કણોની હાજરીમાં દ્રાવકની રચનામાં ફેરફાર વગેરે.

ધ્રુવીય ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના આયનો અને પરમાણુઓ એકબીજા સાથે ખૂબ જ સક્રિય રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જે સોલ્વેશન સ્ટ્રક્ચર્સની રચના તરફ દોરી જાય છે, જેની ભૂમિકા આયનોના કદમાં ઘટાડો અને તેમની સંયોજકતામાં વધારો સાથે વધુ નોંધપાત્ર બને છે. દ્રાવક ઊર્જા એ દ્રાવક પરમાણુઓ સાથે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ આયનોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું માપ છે.

ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ, તેમની સાંદ્રતા પર આધાર રાખીને, છે: પાતળું ઉકેલો, ક્ષણિક અને કેન્દ્રિત. પાતળું ઉકેલો શુદ્ધ દ્રાવકની રચનામાં સમાન હોય છે, પરંતુ હાજર આયનો તેમના પ્રભાવથી આ રચનાને વિક્ષેપિત કરે છે. મજબૂત ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના આવા નબળા ઉકેલો આયનો વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે ગુણધર્મોમાં આદર્શ ઉકેલોથી અલગ પડે છે.

એકાગ્રતાના સંક્રમણ પ્રદેશને આયનોના પ્રભાવને કારણે દ્રાવકની રચનામાં નોંધપાત્ર ફેરફાર દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.આનાથી પણ વધુ સાંદ્રતા પર, મોટાભાગના દ્રાવક પરમાણુઓ આયનો સાથે સોલ્વેશન સ્ટ્રક્ચરમાં ભાગ લે છે, આમ દ્રાવકની ખામી સર્જાય છે.

કેન્દ્રિત દ્રાવણમાં આયનીય મેલ્ટ અથવા સ્ફટિકીય સોલ્વેટની નજીકનું માળખું હોય છે, જે ઉચ્ચ ક્રમ અને આયનીય બંધારણોની એકરૂપતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આ આયનીય રચનાઓ જટિલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા એકબીજા સાથે અને પાણીના અણુઓ સાથે બંધાયેલા છે.

તેમના ગુણધર્મોના ઉચ્ચ-તાપમાન અને નીચા-તાપમાનના પ્રદેશો, તેમજ ઉચ્ચ- અને સામાન્ય-દબાણવાળા પ્રદેશો, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સની લાક્ષણિકતા છે. જેમ જેમ દબાણ અથવા તાપમાન વધે છે તેમ, દ્રાવકનું દાઢ ક્રમ ઘટે છે અને દ્રાવણના ગુણધર્મો પર સહયોગી અને સોલેશન અસરોનો પ્રભાવ નબળો પડે છે. અને જ્યારે તાપમાન ગલનબિંદુથી નીચે જાય છે, ત્યારે કેટલાક ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ કાચની સ્થિતિમાં જાય છે. આવા ઇલેક્ટ્રોલાઇટનું ઉદાહરણ LiCl નું જલીય દ્રાવણ છે.

આજે, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ ટેકનોલોજી અને જીવવિજ્ઞાનની દુનિયામાં ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. જૈવિક પ્રક્રિયાઓમાં, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ અકાર્બનિક અને કાર્બનિક સંશ્લેષણ માટેના માધ્યમ તરીકે અને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઉત્પાદન માટેના આધાર તરીકે તકનીકમાં કાર્ય કરે છે.

વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ, ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસિસ, ધાતુઓનો કાટ, ઇલેક્ટ્રોક્રિસ્ટલાઇઝેશન - આ ઘટનાઓ ઘણા આધુનિક ઉદ્યોગોમાં મહત્વપૂર્ણ સ્થાનો ધરાવે છે, ખાસ કરીને ઊર્જા અને પર્યાવરણીય સંરક્ષણની દ્રષ્ટિએ.

આ પણ જુઓ: પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દ્વારા હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન - ટેકનોલોજી અને સાધનો