elektrolit

Bir elektrolit (eril, eski Yunanca ἤλεκτρον elektron , Almanca 'kehribar' , mecazi olarak 'elektriksel' ve λυτικός lytikós , Almanca 'çözünebilir' kelimelerinden türetilmiştir ), katı, sıvı veya çözünmüş halde iyonlara ayrışan ve yönlendirilmiş hareket eden kimyasal bir bileşiktir . bir elektrik alanının etkisi altında . Mobil iyonları içeren katı veya sıvı malzemeye genellikle elektrolit denir . Bu tür iyon iletkenlerinin elektrik iletkenliği, metaller için tipik olandan daha düşüktür . Bu nedenle 2. sınıf liderler olarak anılırlar .

Bir iyon iletkeni ile temas halinde olan birinci sınıf iletkenlere ( yük taşıyıcıları olarak elektronlar ) elektrotlar denir . Ara yüzeylerde , özellikle akım akarken elektrokimyasal reaksiyonlar meydana gelir .

Elektrolitler vücut ve su dengesi için hayati öneme sahiptir. Elektrolit eksikliği, genellikle sıvı eksikliği ile birlikte, hızlı bir şekilde bazen yaşamı tehdit eden ısı hasarına yol açabilir .

sınıflandırma

En geniş anlamıyla elektrolitler, en azından kısmen iyon olarak bulunan maddelerdir. arasında bir ayrım yapılır

çözünmüş elektrolitler
- Sodyum klorür gibi çözündüğünde tamamen iyonlara ayrılan güçlü elektrolitler .
- asetik asit gibi çözeltide yalnızca kısmen ayrışan zayıf elektrolitler .

Çözünmüş elektrolitlerin iletkenliği için bkz. elektrolitik iletkenlik .

Katı
- Bir gerçek elektrolit katı bir maddedir Toplama durumuna ait iyonik kristaller eriyik veya çözelti içinde, bir katı malzeme olarak özel durumlarda (bakınız oluşturulur bölüm katı ) elektriği iletir.

Örnekler:

NaCl _{( s )} → Na ⁺_{( sulu )} + Cl ^-_(sulu)

NaOH _(s) → Na ⁺_(sulu) + OH ^-_(sulu)

Çözünmemiş formda, yarı polar ila yüksek dipol momentli homopolar bağlara sahip elektriksel olarak nötr moleküllerden potansiyel elektrolitler oluşur . Hemen hemen tüm zayıf elektrolitler ve güçlü asitler onlara aittir. Potansiyel elektrolitler, düşük kendi kendine ayrışmaları nedeniyle erimiş olsalar bile genellikle pratikte hiç akım iletmezler. İyonlar yalnızca çözücü ile reaksiyon yoluyla ortaya çıkar, bu nedenle artan bir iletkenlik yalnızca çözelti içinde belirlenebilir.

Örnekler:

HCl _{( g )} + H ₂ O → Cl ^-_(sulu) + H ₃ O ⁺_(sulu)

CH ₃ COOH + H ₂ O → CH ₃ COO ^- + H ₃ O ⁺

Bu nedenle en önemli elektrolitler asitler , bazlar veya tuzlardır .

sıvılar

İyon iletkenleri anlamında elektrolitler, hareketli iyonlar gerektirir. Bu nedenle iyon içeren tüm sıvılar elektrolittir. Sıvı elektrolitler, erimiş tuzlar ve iyonik sıvıların yanı sıra iyonların tüm sıvı çözeltileridir. Erimiş tuzlar ve iyonik sıvılar genellikle sadece iyonlardan oluşur, ancak çözünmüş moleküller içerebilirler. Sulu veya organik elektrolit çözeltilerinde durum tam tersidir: Burada çözücü moleküllerden oluşur ve iyonlar içinde çözülür. Bir elektrolit çözeltisinin üretimi mevcut iyonların basit çözünme ya da ibaret olabilir kimyasal reaksiyon iyonları, örneğin, bir oluşturulduğu asit-baz reaksiyonu , örneğin, moleküllerin çözülme olarak hidrojen klorit ya da amonyak içinde su . Elektrolit çözeltisindeki iyonların difüzyon katsayıları veya bir elektrik alanındaki hareketlilikleri gibi öteleme hareketliliği hakkında bilgiler , alan gradyan NMR yöntemleri kullanılarak elde edilebilir . Ölçü , aynı zamanda "hareketli arayüz"ün "geleneksel yöntemi" ile de yapılabilir ( hareketli arayüz yapılır). ${\ görüntü stili \ mu}$ ${\ görüntü stili \ mu}$

Katı

Ayrıca katılar mobil iyonlar içerebilir. Özellikle yüksek sıcaklıklarda, örneğin iyonlardan oluşan katılarda iyonlar hareketli hale gelir. Ancak oda sıcaklığında veya yalnızca biraz yüksek sıcaklıklarda kullanılabilen katı elektrolitler de vardır. Buna bazı yakıt hücrelerinde kullanılan polimer elektrolit membranlar da dahildir . İyonik yan gruplar içeren plastik bir çerçeveden oluşurlar. Örneğin bazı sodyum alüminatlar önemli iyon iletkenleridir . Yakıt hücrelerinde kullanımlarına ek olarak, katı elektrolitler, oksijen iyonlarını ileten bir elektrolit içeren lambda probu gibi sensörlerde de önemlidir (örneğin, YSZ , itriya stabilize zirkonya , zirkonyum dioksit ZrO ₂ ve itriyum oksit Y karışımı) ₂ O ₃ ). 1900'lerde akkor lamba olarak yaygın olarak kullanılan Nernst lambası da bu tür katı elektrolitler kullandı.

biyolojik elektrolitler

Biyolojik elektrolitlerin en önemli iyonları sodyum , potasyum , kalsiyum , magnezyum , klorür , fosfat ve hidrojen karbonattır ve bitkilerde ayrıca nitratlardır . Bunlar içinde bulunan sitosol ve vardır vazgeçilmez fonksiyonu için hücreler ve , uyaranların iletimi değil ayrıca membran potansiyeli . Hücre için eser elementler olarak daha da fazla iyon gereklidir, ancak bahsedilen iyonlar, ozmotik basıncın düzenlenmesinde olağanüstü bir rol oynadıkları için hücrenin elektrolit dengesi açısından özellikle önemlidir .

fizyoloji

katyon	fonksiyon	Konsantrasyon [mmol / l]
katyon	fonksiyon	intraz.	ara.	plazma
sodyum	hücre dışı ozmolarite, aksiyon potansiyeli	15.	143	141
potasyum	hücre içi ozmolarite, istirahat zar potansiyeli	140	4.	4.
Kalsiyum	ikinci haberci , kemiğin yeniden şekillenmesi	0.0001	1.3	2.5
magnezyum	hücresel uyarılabilirlik	15.	0.7	1

Anyon	fonksiyon	Konsantrasyon [mmol / l]
Anyon	fonksiyon	intraz.	ara.	plazma
klorür		8.	115	103
Bikarbonat	Asit baz dengesi	15.	28	25.
fosfat	hücre içi tampon	60	1	1
sülfat		10	0,5	0,5
organik asitler		2	5	4.

↑ serbestçe çözülen kısım
↑ yaklaşık 1.3 mmol / l serbestçe çözülür, geri kalanı kompleksleşir
↑ yaklaşık 1 mmol / l serbestçe çözülür, geri kalanı organik olarak bağlanır

En eski protozoalar bile elektrolit içeriklerini sıkı bir şekilde düzenlerken saf suyun hücre zarlarından engellenmeden geçmesine izin verir; Deniz suyundaki , dış ortamlarındaki sabit konsantrasyonlara her zaman güvenebilirler. Daha sonra geliştirilen karasal çok hücreli organizmaların (insanlar dahil) hücreleri bu prensip üzerinde çalışmaya devam eder, ancak bunlar artık mevcut bir okyanus değildir, ancak organizma, hücre dışı sıvıdaki konsantrasyonlar, iç ortam (düzenleyerek) olmalıdır. alım yeme davranışı ve bağırsakta emilimi ) ve atılımı ( böbreklerde yeniden emilim ) sabit tutun.

Suyun serbest geçişinden, dağılımının ozmotik olarak aktif maddelerin (çoğu elektrolit olan) dağılımı tarafından belirlendiğini takip eder , çünkü farklı ozmotik konsantrasyonlar , suyu daha yüksek ozmolariteye doğru iten farklı ozmotik basınçlar üretir . İnsan vücudundaki ozmolarite hem hücre içinde hem de hücre dışında 300 mosmol/l civarındadır; suyun emilimi ve atılımı kontrol edilerek sabit tutulur . Sodyum seviyesi hücre dışı sıvı miktarını ve dolayısıyla tespit kan hacminin dolaşım sistemi stabilite için sabit tutulur.

Aşırı terleme veya ishal yoluyla çok fazla tuz ve su kaybederseniz, sadece suyu tekrar eklemek yeterli değildir, çünkü tuzsuz su ozmolariteyi düşürür, böylece su ozmo homeostazını korumak için tekrar atılır. Hacim eksikliğini tedavi etmek için tam elektrolit solüsyonları klinik olarak infüze edilir. İzotonikliğin reklamını yapan spor içecekleri genellikle gerçek bir hacim eksikliğini düzeltmek için uygun değildir, çünkü vücudun ozmolaritesini esas olarak kan şekeri regülasyonu ile kandan hızla uzaklaştırılan şeker yoluyla sağlarlar , böylece hipotonik bir çözelti kalır; ancak, ter yoluyla tuzdan daha fazla su kaybedildiğinden izotonik bir içecek gerekli değildir.

Elektrolit homeostazında yer alan hormonların veya organların bozuklukları, karakteristik elektrolit bozukluklarında kendini gösterir . Nedensel tedavi mümkün değilse, uygun solüsyonlar, diüretikler , diyet takviyeleri verilerek veya belirli gıdalardan kaçınılarak tedavi edilebilir.En güçlü tedavi diyalizdir .

Elektrokimyasal Uygulamalar

Elektrolit önemli bir uygulaması içinde , elektroliz dahil olmak üzere elektroliz . Elektrolitler ayrıca pillerin , akümülatörlerin ve elektrolitik kapasitörlerin gerekli bileşenleridir . Michael Faraday tarafından türetilen elektrolit teriminin kökeni için ayrıca bkz. “ Faraday Kanunları ”, elektrolit konsantrasyonunun anlamı için ayrıca bkz . Nernst denklemi .

galvanik elektrolitler

Elektrokaplamada aşağıdaki elektrolitler kullanılır.

Ayrıca bakınız

Edebiyat

Carl H. Hamann, Wolf Vielstich: Elektrokimya I. Elektrolitik iletkenlik, potansiyeller, faz sınırları . 2. Baskı. VCH Verlagsgesellschaft mbH, Oldenburg ve Bonn 1985, ISBN 3-527-21100-4 .

İnternet linkleri

Vikisözlük: Elektrolyte - anlam açıklamaları, kelime kökenleri, eş anlamlılar, çeviriler

Bireysel kanıt

↑ Düden: Elektrolit
↑ ^a^b Carl H. Hamann, Wolf Vielstich: Elektrokimya I: Elektrolitik iletkenlik, potansiyeller, faz sınırları. 2. Baskı. VCH Verlagsgesellschaft mbH, Oldenburg ve Bonn 1985, ISBN 3-527-21100-4 , s.
↑ Joachim W. Kadereit, Christian Körner, Benedikt Kost, Uwe Sonnewald: Strasburger - Bitki Bilimleri Ders Kitabı . Springer-Verlag, 2014, ISBN 978-3-642-54435-4 , s. 39 ( Google Kitap Arama'da sınırlı önizleme [24 Mayıs 2016'da erişildi]).
↑ Biyolojide uyarılma ve uyarılma iletimi | Okul sözlüğü | Öğrenme yardımı. İçinde: www.lernhelfer.de. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2016 .
^ ^A^b Robert Franz Schmidt , Florian Lang, Manfred Heckmann (ed.): Fizyoloji insan . 31. baskı. Springer Medizin Verlag, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-642-01650-9 , s. 669 .

[6] serbestçe çözülen kısım

[7] yaklaşık 1.3 mmol / l serbestçe çözülür, geri kalanı kompleksleşir

[8] yaklaşık 1 mmol / l serbestçe çözülür, geri kalanı organik olarak bağlanır

[1] Düden: Elektrolit

[Elektrochemie_I-2] Carl H. Hamann, Wolf Vielstich: Elektrokimya I: Elektrolitik iletkenlik, potansiyeller, faz sınırları. 2. Baskı. VCH Verlagsgesellschaft mbH, Oldenburg ve Bonn 1985, ISBN 3-527-21100-4 , s.

[3] Joachim W. Kadereit, Christian Körner, Benedikt Kost, Uwe Sonnewald: Strasburger - Bitki Bilimleri Ders Kitabı . Springer-Verlag, 2014, ISBN 978-3-642-54435-4 , s. 39 ( Google Kitap Arama'da sınırlı önizleme [24 Mayıs 2016'da erişildi]).

[4] Biyolojide uyarılma ve uyarılma iletimi | Okul sözlüğü | Öğrenme yardımı. İçinde: www.lernhelfer.de. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2016 .

[Schmidt,_Lang,_Heckmann-5] A^b Robert Franz Schmidt , Florian Lang, Manfred Heckmann (ed.): Fizyoloji insan . 31. baskı. Springer Medizin Verlag, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-642-01650-9 , s. 669 .

Languages