Ein Elektrolyt ist jede Substanz, die freie Ionen enthält, die die Substanz elektrisch leitend machen. Der typischste Elektrolyt ist eine ionische Lösung, aber geschmolzene Elektrolyte und feste Elektrolyte sind auch möglich.

Allgemein sind Elektrolyte Lösungen von Säuren, Basen oder Salzen. Außerdem kann etwas Benzin als Elektrolyte unter Bedingungen der hohen Temperatur oder des Tiefdrucks handeln. Elektrolyt-Lösungen können sich auch aus der Auflösung von einigen biologisch (z.B, DNA, polypeptides) und synthetische Polymer (z.B, Polystyrol sulfonate), genannte Polyelektrolyte ergeben, die beladene funktionelle Gruppen enthalten.

Elektrolyt-Lösungen werden normalerweise gebildet, wenn ein Salz in ein Lösungsmittel wie Wasser gelegt wird und sich die individuellen Bestandteile wegen der thermodynamischen Wechselwirkungen zwischen dem Lösungsmittel abtrennen und solute Moleküle, in einem Prozess solvation genannt haben. Zum Beispiel, wenn Tabellensalz, NaCl, in Wasser gelegt wird, löst sich das Salz (ein Festkörper) in seine Teilionen, gemäß der Trennungsreaktion auf

:NaCl  Na + Kl.

Es ist auch für Substanzen möglich, mit Wasserproduzieren-Ionen z.B zu reagieren, Kohlendioxyd-Benzin löst sich in Wasser auf, um eine Lösung zu erzeugen, die hydronium, Karbonat und Wasserstoffkarbonat-Ionen enthält.

Bemerken Sie, dass geschmolzene Salze Elektrolyte ebenso sein können. Zum Beispiel, wenn Natriumchlorid, die flüssige Verhalten-Elektrizität geschmolzen ist.

Ein Elektrolyt in einer Lösung, kann wie konzentriert, beschrieben werden, wenn er eine hohe Konzentration von Ionen, oder verdünnt hat, wenn er eine niedrige Konzentration hat. Wenn sich ein hohes Verhältnis des solute abtrennt, um freie Ionen zu bilden, ist der Elektrolyt stark; wenn sich die meisten solute nicht abtrennen, ist der Elektrolyt schwach. Die Eigenschaften von Elektrolyten können mit der Elektrolyse ausgenutzt werden, um konstituierende Elemente und innerhalb der Lösung enthaltene Zusammensetzungen herauszuziehen.

Physiologische Wichtigkeit

In der Physiologie sind die primären Ionen von Elektrolyten Natrium (Na), Kalium (K), Kalzium (Ca), Magnesium (Mg), Chlorid (Kl.), Wasserstoffphosphat (HPO) und Wasserstoffkarbonat (HCO). Die elektrischen Anklage-Symbole plus (+) und minus () zeigen an, dass die Substanz in der Natur ionisch ist und einen imbalanced Vertrieb von Elektronen, das Ergebnis der chemischen Trennung hat. Natrium ist der Hauptelektrolyt, der in extracellular Flüssigkeit gefunden ist, und wird am flüssigen Gleichgewicht und der Blutdruck-Kontrolle beteiligt.

Alle bekannt höher lifeforms verlangen ein feines und kompliziertes Elektrolyt-Gleichgewicht zwischen der intrazellulären und extracellular Umgebung. Insbesondere die Wartung von genauen osmotischen Anstiegen von Elektrolyten ist wichtig. Solche Anstiege betreffen und regeln die Hydratation des Körper-sowie Blut-pH, und sind für die Nerven- und Muskelfunktion kritisch. Verschiedene Mechanismen bestehen in lebenden Arten, die die Konzentrationen von verschiedenen Elektrolyten unter der dichten Kontrolle behalten.

Sowohl Muskelgewebe als auch Neurone werden als elektrische Gewebe des Körpers betrachtet. Muskeln und Neurone werden durch die Elektrolyt-Tätigkeit zwischen der extracellular flüssigen oder zwischenräumlichen Flüssigkeit und intrazellulären Flüssigkeit aktiviert. Elektrolyte können eingehen oder die Zellmembran durch Spezialprotein-Strukturen eingebettet in der Plasmamembran genannt Ion-Kanäle verlassen. Zum Beispiel ist Muskelzusammenziehung nach der Anwesenheit von Kalzium (Ca), Natrium (Na) und Kalium (K) abhängig. Ohne genügend Niveaus dieser Schlüsselelektrolyte können Muskelschwäche oder strenge Muskelzusammenziehungen vorkommen.

Elektrolyt-Gleichgewicht wird durch den mündlichen, oder in Notfällen, intravenös (IV) Aufnahme von Elektrolyt enthaltenden Substanzen aufrechterhalten, und wird durch Hormone allgemein mit den Nieren geregelt, die Einsatzpunkte des Exzedenten ausspülen. In Menschen wird Elektrolyt homeostasis durch Hormone wie antidiuretisches Hormon, aldosterone und Nebenschilddrüse-Hormon geregelt. Ernste Elektrolyt-Störungen, wie Wasserentzug und Überhydratation, können zu neurologischen und Herzkomplikationen führen und, wenn sie nicht schnell aufgelöst werden, wird auf einen medizinischen Notfall hinauslaufen.

Maß

Das Maß von Elektrolyten ist ein allgemein durchgeführtes diagnostisches Verfahren, das über die Blutprüfung mit dem Ion auswählende Elektroden oder urinalysis durch medizinische Technologen durchgeführt ist. Die Interpretation dieser Werte ist ohne Analyse der klinischen Geschichte etwas sinnlos und ist häufig ohne paralleles Maß der Nierenfunktion unmöglich. Elektrolyte gemessen sind meistenteils Natrium und Kalium. Chlorid-Niveaus werden abgesehen von der arteriellen Blutgasinterpretation selten gemessen, da sie mit Natriumsniveaus von Natur aus verbunden werden. Ein wichtiger auf dem Urin geführter Test ist der Test des spezifischen Gewichts, um das Ereignis der Elektrolyt-Unausgewogenheit zu bestimmen.

Wiederhydratation

In der mündlichen Wiederhydratationstherapie füllen Elektrolyt-Getränke, die Natrium und Kalium-Salze enthalten, das Wasser des Körpers und Elektrolyt-Niveaus nach Wasserentzug wieder, der durch Übung, übermäßigen Alkohol-Verbrauch, diaphoresis, Diarrhöe, das Erbrechen, die Vergiftung oder das Verhungern verursacht ist. Athleten, die in äußersten Bedingungen (seit drei oder mehr Stunden unaufhörlich z.B Marathonlauf oder Triathlon) trainieren, die Elektrolyte nicht verbrauchen, riskieren Wasserentzug (oder hyponatremia).

Ein einfaches Elektrolyt-Getränk kann durch das Verwenden der richtigen Verhältnisse von Wasser, Zucker, Salz selbst gemacht sein, Salz wechseln das Kalium und Natron aus.

Elektrolyte werden in Fruchtsäften, Kokosnusswasser, Sportgetränken, Milch, und vielen Früchten und Gemüsepflanzen (ganz oder in der Saft-Form) (z.B Kartoffeln, Avocados) allgemein gefunden.

Elektrochemie

Wenn Elektroden in einen Elektrolyt gelegt werden und eine Stromspannung angewandt wird, wird der Elektrolyt Elektrizität führen. Einsame Elektronen können normalerweise den Elektrolyt nicht durchführen; statt dessen kommt eine chemische Reaktion an den Kathode-Verbrauchen-Elektronen von der Anode vor. Eine andere Reaktion kommt an der Anode vor, Elektronen erzeugend, die schließlich der Kathode übertragen werden. Infolgedessen entwickelt sich eine negative Anklage-Wolke im Elektrolyt um die Kathode, und eine positive Anklage entwickelt sich um die Anode. Die Ionen im Elektrolyt erklären diese Anklagen für neutral, den Elektronen ermöglichend, fortzusetzen zu fließen und die Reaktionen weiterzugehen.

Zum Beispiel, in einer Lösung gewöhnlichen Tabellensalzes (Natriumchlorid, NaCl) in Wasser, wird die Kathode-Reaktion sein

:2HO + 2e  2OH + H

und Wasserstoffbenzin wird sprudeln; die Anode-Reaktion ist

:2NaCl  2 Na + Kl. + 2e

und Chlor-Benzin wird befreit. Die positiv beladenen Natriumsionen, die Na zur Kathode reagieren wird, die die negative Anklage OH dort, und die negativ beladenen Hydroxyd-Ionen OH für neutral erklärt, werden zur Anode reagieren, die die positive Anklage von Na dort für neutral erklärt. Ohne die Ionen vom Elektrolyt würden die Anklagen um die Elektrode fortgesetzten Elektronfluss verlangsamen; die Verbreitung von H und OH durch Wasser zur anderen Elektrode nimmt länger als Bewegung der viel mehr überwiegenden Salz-Ionen.

Auch: Elektrolyte trennen sich in Wasser ab, weil Wassermoleküle Dipole und der Dipolosten auf eine energisch günstige Weise zu solvate die Ionen sind.

In anderen Systemen können die Elektrode-Reaktionen mit den Metallen der Elektroden sowie den Ionen des Elektrolyts verbunden sein.

Elektrolytische Leiter werden in elektronischen Geräten verwendet, wo die chemische Reaktion an einer Schnittstelle des Metalls/Elektrolyts nützliche Effekten nachgibt.

• In Batterien werden zwei Materialien mit verschiedenen Elektronsympathien als Elektroden verwendet; Elektronen fließen von einer Elektrode bis die andere Außenseite der Batterie, während innerhalb der Batterie der Stromkreis durch die Ionen des Elektrolyts geschlossen wird. Hier wandeln die Elektrode-Reaktionen chemische Energie zur elektrischen Energie um.
• In einigen Kraftstoffzellen, einem festen Elektrolyt oder Protonenleiter verbindet die Teller elektrisch, während man das Wasserstoff- und Sauerstoff-Kraftstoffbenzin getrennt hält.
• In der Galvanik von Zisternen legt der Elektrolyt gleichzeitig Metall auf den Gegenstand ab, gepanzert zu werden, und verbindet elektrisch diesen Gegenstand im Stromkreis.
• In Operationsstunde-Maßen werden zwei dünne Säulen von Quecksilber durch eine kleine Elektrolyt-gefüllte Lücke getrennt, und, weil Anklage durch das Gerät passiert wird, löst sich das Metall auf einer Seite und Tellern auf dem anderen auf, die sichtbare Lücke veranlassend, langsam voranzukommen.
• In elektrolytischen Kondensatoren wird die chemische Wirkung verwendet, um ein äußerst dünnes 'Dielektrikum' oder Isolieren-Überzug zu erzeugen, während sich die Elektrolyt-Schicht als ein Kondensatorteller benimmt.
• In einem hygrometers wird die Feuchtigkeit von Luft durch das Messen des Leitvermögens eines fast trockenen Elektrolyts gefühlt.
• Heißes, weich gemachtes Glas ist ein elektrolytischer Leiter, und einige Glashersteller halten das Glas geschmolzen, indem sie einen großen Strom dadurch passieren.

Fester Elektrolyt

Feste Elektrolyte können größtenteils in drei Gruppen geteilt werden:

• Gel-Elektrolyte - sie ähneln nah flüssigen Elektrolyten. Sie sind im Wesentlichen Flüssigkeiten in einem flexiblen Gitter-Fachwerk. Verschiedene Zusätze werden häufig angewandt, um das Leitvermögen solcher Systeme zu vergrößern.
• Trockene Polymer-Elektrolyte - sie unterscheiden sich von Flüssigkeit und Gel-Elektrolyten im Sinn, dieses Salz wird direkt ins feste Medium aufgelöst. Gewöhnlich ist es ein relativ hohes dielektrisches unveränderliches Polymer (PEO, PMMA, PFANNE, polyphosphazenes, siloxanes usw.) und ein Salz mit der niedrigen Gitter-Energie. Um die mechanische Kraft und das Leitvermögen solcher Elektrolyte zu vergrößern, sehr häufig werden Zusammensetzungen verwendet, nämlich träge keramische Phase wird eingeführt. Dort zwei Hauptklassen solcher Elektrolyte: Polymer-in-keramisch, und im Polymer keramisch.
• Feste keramische Elektrolyte - Ionen wandern durch die keramische Phase mittels Vakanzen und/oder interstitials innerhalb des Gitters ab. Es gibt auch glasig-keramische Elektrolyte.

Siehe auch

• Starker Elektrolyt
• ITIES (Schnittstelle zwischen zwei unvermischbaren Elektrolyt-Lösungen)