กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 10 นาที

อิเล็กโทรไลต์

อิ เล็กโทรไลต์ คือสารที่นำ ไฟฟ้า ผ่านการเคลื่อนที่ของ ไอออน แต่ไม่ใช่ผ่านการเคลื่อนที่ของ อิเล็กตรอน [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ซึ่งรวมถึง เกลือ กรดและ เบส ที่ละลายน้ำได้ส่วนใหญ่...

อิเล็กโทรไลต์

อิเล็กโทรไลต์คือสารที่นำไฟฟ้าผ่านการเคลื่อนที่ของไอออนแต่ไม่ใช่ผ่านการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]ซึ่งรวมถึงเกลือกรดและเบส ที่ละลายน้ำได้ส่วนใหญ่ ที่ละลายในตัวทำละลายที่มีขั้วเช่น น้ำ เมื่อละลายแล้ว สารจะแยกออกเป็นแคตไอออนและ แอ นไอออนซึ่งกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งตัวทำละลาย[ 4 ​​]อิเล็กโทรไลต์ในสถานะของแข็งก็มีอยู่เช่นกัน ในทางการแพทย์และบางครั้งในทางเคมี คำว่าอิเล็กโทรไลต์หมายถึงสารที่ละลายอยู่[ 5 ] [ 6 ]

ในทางไฟฟ้า สารละลายดังกล่าวเป็นกลาง หาก มีการให้ ศักย์ไฟฟ้าแก่สารละลายดังกล่าว ไอออนบวกของสารละลายจะถูกดึงดูดไปยังขั้วไฟฟ้า ที่มี อิเล็กตรอนมากในขณะที่ไอออนลบจะถูกดึงดูดไปยังขั้วไฟฟ้าที่มีอิเล็กตรอนน้อย การเคลื่อนที่ของไอออนบวกและไอออนลบในทิศทางตรงกันข้ามภายในสารละลายก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้า ก๊าซบางชนิด เช่นไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงหรือความดันต่ำ ก็สามารถทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ได้เช่นกัน สารละลายอิเล็กโทรไลต์ยังสามารถเกิดขึ้นได้จากการละลายของสารชีวภาพบางชนิด (เช่นDNA , โพลีเปปไทด์ ) หรือพอลิเมอร์สังเคราะห์ (เช่น โพลี สไตรีนซัลโฟเนต ) ซึ่งเรียกว่า " พอลิอิเล็กโทรไลต์ " เนื่องจากมีหมู่ ฟังก์ชันที่มีประจุ สารที่แตกตัวเป็นไอออนในสารละลายหรือในสถานะหลอมเหลว จะมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าโซเดียมโพแทสเซียมคลอไรด์แคลเซียมแมกนีเซียมและฟอสเฟตในสถานะของเหลวเป็นตัวอย่างของอิเล็กโทรไล ต์

ในทางการแพทย์การทดแทนอิเล็กโทรไลต์มีความจำเป็นเมื่อบุคคลมีอาการอาเจียนหรือท้องเสีย เป็นเวลานาน และเพื่อตอบสนองต่อเหงื่อออกเนื่องจากกิจกรรมกีฬาที่หนักหน่วง สารละลายอิเล็กโทรไลต์เชิงพาณิชย์มีจำหน่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเด็กป่วย (เช่น สารละลาย สำหรับชดเชยน้ำในร่างกาย , Suero OralหรือPedialyte ) และนักกีฬา ( เครื่องดื่มสำหรับนักกีฬา ) การตรวจสอบระดับอิเล็กโทรไลต์มีความสำคัญในการรักษาโรคอะโนเร็กเซียและบูลิเมีย

ในทางวิทยาศาสตร์ อิเล็กโทรไลต์เป็นส่วนประกอบหลักอย่างหนึ่งของเซลล์ไฟฟ้าเคมี[ 2 ]

ในทางการแพทย์การกล่าวถึงอิเล็กโทรไลต์มักหมายถึงไอออนในเชิงอุปมา และ (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง) ความเข้มข้น ของไอออนเหล่านั้น (ในเลือด เซรั่ม ปัสสาวะ หรือของเหลวอื่นๆ) ดังนั้น การกล่าวถึงระดับอิเล็กโทรไลต์จึงมักหมายถึงความเข้มข้นของไอออนต่างๆ ไม่ใช่ปริมาตรของของเหลว

นิรุกติศาสตร์

คำว่าอิเล็กโทรไลต์มาจากภาษากรีกโบราณ ήλεκτρο- ( ēlectro- ) ซึ่งเป็นคำนำหน้าเดิมหมายถึงอำพันแต่ในบริบทสมัยใหม่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้า และ λυτός ( lytos ) ซึ่งหมายถึง "สามารถแยกออกจากกันได้" [ 7 ]

ประวัติศาสตร์

สแวนเต อาร์เรเนียส บิดาแห่งแนวคิดการแตกตัวของอิเล็กโทรไลต์ในสารละลายในน้ำซึ่งทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 1903

ในวิทยานิพนธ์ปี 1884 ของเขาSvante Arrheniusได้เสนอคำอธิบายเกี่ยวกับการแตกตัวของเกลือผลึกแข็งเป็นอนุภาคที่มีประจุคู่เมื่อละลาย ซึ่งทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีใน ปี 1903 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]คำอธิบายของ Arrhenius คือ ในการสร้างสารละลาย เกลือจะแตกตัวเป็นอนุภาคที่มีประจุ ซึ่งMichael Faraday (1791–1867) ได้ตั้งชื่อว่า " ไอออน " มาหลายปีก่อนหน้านั้น ความเชื่อของ Faraday คือ ไอออนเกิดขึ้นในกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส Arrhenius เสนอว่า แม้ในกรณีที่ไม่มีกระแสไฟฟ้า สารละลายของเกลือก็มีไอออนอยู่ ดังนั้นเขาจึงเสนอว่าปฏิกิริยาเคมีในสารละลายเป็นปฏิกิริยาระหว่างไอออน[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

หลังจากสมมติฐานของ Arrhenius เกี่ยวกับไอออนไม่นานFranz Hofmeisterและ Siegmund Lewith [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]พบว่าไอออนประเภทต่างๆ แสดงผลที่แตกต่างกันต่อสิ่งต่างๆ เช่น ความสามารถในการละลายของโปรตีน ลำดับที่สอดคล้องกันของไอออนต่างๆ เหล่านี้ตามขนาดของผลกระทบเกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอในระบบอื่นๆ อีกมากมายเช่นกัน ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นที่รู้จักในชื่ออนุกรม Hofmeister

แม้ว่าต้นกำเนิดของผลกระทบเหล่านี้จะไม่ชัดเจนนักและมีการถกเถียงกันมาตลอดศตวรรษที่ผ่านมา แต่ก็มีข้อเสนอแนะว่าความหนาแน่นของประจุของไอออนเหล่านี้มีความสำคัญ[ 15 ]และอาจมีคำอธิบายที่มาจากผลงานของCharles-Augustin de Coulombเมื่อกว่า 200 ปีที่แล้ว

การก่อตัว

สารละลายอิเล็กโทรไลต์มักเกิดขึ้นเมื่อเกลือถูกใส่ลงในตัวทำละลายเช่น น้ำ และส่วนประกอบแต่ละชนิดจะแตกตัวออกเนื่องจาก ปฏิกิริยา ทางอุณหพลศาสตร์ระหว่างโมเลกุลของตัวทำละลายและตัวถูกละลาย ในกระบวนการที่เรียกว่า " การละลาย " ตัวอย่างเช่น เมื่อเกลือแกง ( โซเดียมคลอไรด์ ) NaCl ถูกใส่ลงในน้ำ เกลือ (ของแข็ง) จะละลายเป็นไอออนองค์ประกอบตามปฏิกิริยาการแตกตัว:

NaCl (s) → Na + (aq) + Cl - (aq)

นอกจากนี้ สารบางชนิดยังสามารถทำปฏิกิริยากับน้ำและก่อให้เกิดไอออนได้ ตัวอย่างเช่น ก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ละลายในน้ำและก่อให้เกิดสารละลายที่มีไอออนไฮโดรเนียมคาร์บอเนตและไฮโดรเจนคาร์บอเนต[ 16 ]

เกลือหลอมเหลวยังสามารถเป็นอิเล็กโทรไลต์ได้ เช่น เมื่อโซเดียมคลอไรด์หลอมเหลว ของเหลวจะนำไฟฟ้าได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งของเหลวไอออนิกซึ่งเป็นเกลือหลอมเหลวที่มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า 100 °C [ 17 ]เป็นอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่น้ำที่มีการนำไฟฟ้าสูง และจึงถูกนำไปประยุกต์ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงและแบตเตอรี่มากขึ้นเรื่อยๆ[ 18 ]นอกจากนี้ อิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นสูง หรืออิเล็กโทรไลต์ตัวทำละลายในเกลือ เป็นอิเล็กโทรไลต์ประเภทหนึ่งที่น่าสนใจ โดยความเข้มข้นของเกลือเกิน 3 M [ 19 ]

อิเล็กโทรไลต์ในสารละลายอาจถูกอธิบายว่า "เข้มข้น" หากมีความเข้มข้นของไอออนสูง หรือ "เจือจาง" หากมีความเข้มข้นต่ำ หากสัดส่วนของตัวถูกละลายที่แตกตัวเป็นไอออนอิสระมีมาก อิเล็กโทรไลต์นั้นจะเข้มข้น หากตัวถูกละลายส่วนใหญ่ไม่แตกตัว อิเล็กโทรไลต์นั้นจะอ่อน คุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้โดยใช้กระบวนการอิเล็กโทรไลซิสเพื่อสกัดองค์ประกอบและสารประกอบที่อยู่ในสารละลาย[ 20 ]

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธก่อตัวเป็นไฮดรอกไซด์ซึ่งเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่งและละลายน้ำได้จำกัดเนื่องจากแรงดึงดูดที่แข็งแกร่งระหว่างไอออนที่เป็นองค์ประกอบ ทำให้การใช้งานของโลหะเหล่านี้จำกัดอยู่เฉพาะในสถานการณ์ที่ต้องการความสามารถในการละลายสูง[ 21 ]

ในปี 2021 นักวิจัยพบว่าอิเล็กโทรไลต์สามารถ "อำนวยความสะดวกอย่างมากต่อการศึกษาการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าในสื่อที่มีการนำไฟฟ้าต่ำ" [ 22 ]

ความสำคัญทางสรีรวิทยา

ในทางสรีรวิทยาไอออนหลักของอิเล็กโทรไลต์ ได้แก่โซเดียม (Na + ), โพแทสเซียม (K + ), แคลเซียม (Ca2 + ), แมกนีเซียม (Mg2 + ), คลอไรด์ (Cl− ) , ไฮโดรเจนฟอสเฟต (HPO42− )และไฮโดรเจนคาร์บอเนต ( HCO3− ) [ 23 ] สัญลักษณ์ประจุไฟฟ้าบวก (+) และลบ (−) บ่งชี้ว่าสารนั้นมีลักษณะเป็นไอออนและมีการกระจายอิเล็กตรอนที่ไม่สมดุล ซึ่งเป็นผลมาจากการแตกตัวทางเคมีโซเดียมเป็นอิเล็กโทรไลต์หลักที่พบในของเหลวนอกเซลล์ และโพแทสเซียมเป็นอิเล็กโทรไลต์หลักในเซลล์[ 24 ]ทั้งสองมีส่วนเกี่ยวข้องกับสมดุลของของเหลวและการควบคุมความดันโลหิต[ 25 ]

สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่รู้จักทั้งหมดต้องการความสมดุลของอิเล็กโทรไลต์ ที่ละเอียดอ่อนและซับซ้อน ระหว่างสภาพแวดล้อมภายในและภายนอก เซลล์ [ 23 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การรักษาระดับ ความเข้มข้นของ อิเล็ก โทรไลต์ให้คงที่นั้นมีความสำคัญ ระดับความเข้มข้นดังกล่าวส่งผลต่อและควบคุมความชุ่มชื้นของร่างกาย รวมถึงค่า pH ของเลือดและมีความสำคัญต่อ การทำงานของ เส้นประสาทและกล้ามเนื้อสิ่งมีชีวิตมีกลไกต่างๆ ที่ช่วยควบคุมความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ต่างๆ อย่างเข้มงวด[ 26 ]

ทั้งเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อและเซลล์ประสาทถือเป็นเนื้อเยื่อไฟฟ้าของร่างกาย กล้ามเนื้อและเซลล์ประสาทจะถูกกระตุ้นด้วยกิจกรรมของอิเล็กโทรไลต์ระหว่างของเหลวนอกเซลล์หรือของเหลวระหว่างเซลล์และของเหลวภายในเซลล์ อิ เล็ก โทรไลต์อาจเข้าหรือออกจากเยื่อหุ้มเซลล์ผ่านโครงสร้างโปรตีนพิเศษที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มพลาสมาที่เรียกว่า " ช่องไอออน " ตัวอย่างเช่นการหดตัวของกล้ามเนื้อขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของแคลเซียม (Ca 2+ ) โซเดียม (Na + ) และโพแทสเซียม (K + ) หากระดับของอิเล็กโทรไลต์ที่สำคัญเหล่านี้ไม่เพียงพอ อาจเกิดอาการกล้ามเนื้ออ่อนแรงหรือกล้ามเนื้อหดตัวอย่างรุนแรงได้[ 27 ]

การรักษาสมดุลของอิเล็กโทรไลต์ทำได้โดยการรับประทาน หรือในกรณีฉุกเฉินโดยการให้ทางหลอดเลือดดำ (IV) ของสารที่มีอิเล็กโทรไลต์ และควบคุมโดยฮอร์โมนโดยทั่วไปไตจะขับส่วนเกินออกไป ในมนุษย์การรักษาสมดุล ของอิเล็กโทรไลต์ ถูกควบคุมโดยฮอร์โมน เช่นฮอร์โมนต้านปัสสาวะอัลโดสเตอโรนและฮอร์โมนพาราไทรอยด์ความผิดปกติของอิเล็กโทรไลต์อย่างรุนแรงเช่นภาวะขาดน้ำและภาวะน้ำเกินอาจนำไปสู่ภาวะแทรกซ้อนทางหัวใจและระบบประสาท และหากไม่ได้รับการแก้ไขอย่างรวดเร็ว จะส่งผลให้เกิด ภาวะฉุกเฉิน ทางการ แพทย์

การวัด

การตรวจวัดอิเล็กโทรไลต์เป็นขั้นตอนการวินิจฉัยที่ทำกันทั่วไป โดยทำผ่านการตรวจเลือด ด้วยอิเล็กโทรดเลือกไอออนหรือการตรวจปัสสาวะโดยนักเทคนิคการแพทย์การตีความค่าเหล่านี้ค่อนข้างไร้ความหมายหากปราศจากการวิเคราะห์ประวัติทางการแพทย์และมักเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการตรวจวัดการทำงานของไต ควบคู่ไปด้วย อิเล็กโทรไลต์ที่วัดบ่อยที่สุดคือโซเดียมและโพแทสเซียม ระดับคลอไรด์นั้นแทบจะไม่ได้รับการวัด ยกเว้นใน การตีความ ก๊าซในเลือดแดงเนื่องจากมีความสัมพันธ์โดยตรงกับระดับโซเดียม การทดสอบที่สำคัญอย่างหนึ่งที่ทำในปัสสาวะคือ การทดสอบ ความถ่วงจำเพาะเพื่อตรวจสอบการเกิดความไม่สมดุลของอิเล็กโทรไลต์

เซลล์การนำไฟฟ้าเป็นเครื่องมืออีกประเภทหนึ่งที่ใช้ในการวัดความสามารถในการนำไฟฟ้าของสารละลายอิเล็กโทรไลต์[ 28 ]

การคืนความชุ่มชื้น

จากการศึกษาที่ได้รับทุนสนับสนุนจากสถาบันวิทยาศาสตร์การกีฬาเกเตอเรดพบว่าเครื่องดื่มอิเล็กโทรไลต์ที่มีเกลือโซเดียมและโพแทสเซียมจะช่วยเติมเต็มความเข้มข้นของน้ำและอิเล็กโทรไลต์ในร่างกายหลังจากการขาดน้ำที่เกิดจากการออกกำลังกายการดื่มแอลกอฮอล์มากเกินไป เหงื่อ ออก มาก (ภาวะเหงื่อออกมากเกินไป) ท้องเสีย อาเจียนภาวะมึนเมาหรือการอดอาหาร การศึกษาดังกล่าวระบุว่านักกีฬาที่ออกกำลังกายในสภาวะสุดขั้ว (ต่อเนื่องกันสามชั่วโมงขึ้นไป เช่นการวิ่งมาราธอนหรือไตรกีฬา ) ที่ไม่ดื่มเครื่องดื่มอิเล็กโทรไลต์มีความเสี่ยงต่อการขาดน้ำ (หรือภาวะโซเดียมในเลือดต่ำ ) [ 29 ]

เครื่องดื่มอิเล็กโทรไลต์แบบทำเองที่บ้านสามารถทำได้โดยใช้น้ำ น้ำตาล และเกลือในสัดส่วนที่แม่นยำ [ 30 ] สิ่งสำคัญคือต้องรวมกลูโคส (น้ำตาล) เพื่อใช้กลไกการขนส่งร่วมของโซเดียมและกลูโคส นอกจากนี้ยังมีผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์[ 31 ]สำหรับทั้งมนุษย์และสัตว์

อิเล็กโทรไลต์มักพบได้ในน้ำผลไม้เครื่องดื่มเกลือแร่ นม ถั่ว และผลไม้และผักหลายชนิด (ทั้งแบบสดหรือในรูปน้ำผลไม้) (เช่น มันฝรั่ง อะโวคาโด )

เคมีไฟฟ้า

เมื่อวางอิเล็กโทรด ลงในอิเล็กโทรไลต์และ จ่ายแรงดันไฟฟ้า อิเล็ก โทร ไลต์จะนำไฟฟ้า อิเล็กตรอนเดี่ยวๆ โดยปกติไม่สามารถผ่านอิเล็กโทรไลต์ได้ แต่จะเกิดปฏิกิริยาเคมีที่แคโทดทำให้เกิดอิเล็กตรอนในอิเล็กโทรไลต์ และเกิดปฏิกิริยาอีกอย่างที่แอโนดโดยดึงอิเล็กตรอนจากอิเล็กโทรไลต์ ผลที่ได้คือ ประจุลบจะก่อตัวขึ้นในอิเล็กโทรไลต์รอบๆ แคโทด และประจุบวกจะก่อตัวขึ้นรอบๆ แอโนด ไอออนในอิเล็กโทรไลต์จะทำให้ประจุเหล่านี้เป็นกลาง ทำให้อิเล็กตรอนสามารถไหลต่อไปได้และปฏิกิริยาจึงดำเนินต่อไปได้[ 32 ]

เซลล์อิเล็กโทรไลติกที่ผลิตคลอรีน (Cl₂ )และโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) จากสารละลายเกลือแกง

ตัวอย่างเช่น ในสารละลายเกลือแกงธรรมดา (โซเดียมคลอไรด์, NaCl) ในน้ำ ปฏิกิริยาที่ขั้วแคโทดจะเป็นดังนี้

2 H 2 O + 2e → 2 OH + H 2

และ ก๊าซ ไฮโดรเจนจะฟองขึ้นมา ปฏิกิริยาที่ขั้วบวกคือ

2 NaCl → 2 Na + + Cl 2 + 2e -

และ ก๊าซ คลอรีนจะถูกปลดปล่อยลงในสารละลาย ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับไอออนโซเดียมและไฮดรอกซิลเพื่อผลิตโซเดียมไฮโปคลอไรต์ซึ่ง เป็นสารฟอกขาว ในครัวเรือนไอออนโซเดียมที่มีประจุบวก Na +จะทำปฏิกิริยากับแคโทด ทำให้ประจุลบของ OH− ที่นั่นเป็นกลาง และไอออนไฮดรอกไซด์ที่มีประจุลบ OH− จะทำปฏิกิริยากับแอโนด ทำให้ประจุบวกของ Na +ที่นั่นเป็นกลาง หากไม่มีไอออนจากอิเล็กโทรไลต์ ประจุรอบขั้วไฟฟ้าจะทำให้การไหลของอิเล็กตรอนช้าลงการแพร่ของ H +และ OH− ผ่านน้ำไปยังขั้วไฟฟ้าอีกด้านหนึ่งใช้เวลานานกว่าการเคลื่อนที่ของไอออนเกลือที่มีอยู่มากกว่ามาก

อิเล็กโทรไลต์จะแตกตัวในน้ำเนื่องจากโมเลกุลของน้ำเป็นไดโพล และไดโพลจะวางตัวในลักษณะที่เหมาะสมทางพลังงานเพื่อละลายไอออน[ 33 ]

ในระบบอื่นๆ ปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดอาจเกี่ยวข้องกับโลหะของอิเล็กโทรดรวมถึงไอออนของอิเล็กโทรไลต์ด้วย[ 34 ]

ตัวนำไฟฟ้าแบบอิเล็กโทรไลต์ถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยปฏิกิริยาเคมีที่บริเวณรอยต่อระหว่างโลหะและอิเล็กโทรไลต์จะก่อให้เกิดผลดีต่างๆ

  • ในแบตเตอรี่วัสดุสองชนิดที่มีความสัมพันธ์กับอิเล็กตรอนต่างกันถูกใช้เป็นอิเล็กโทรด อิเล็กตรอนจะไหลจากอิเล็กโทรดหนึ่งไปยังอีกอิเล็กโทรดหนึ่งภายนอกแบตเตอรี่ ในขณะที่ภายในแบตเตอรี่ วงจรจะปิดลงด้วยไอออนของอิเล็กโทรไลต์ ในที่นี้ ปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดจะเปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า[ 35 ]
  • ในเซลล์เชื้อเพลิง บางชนิด อิเล็กโทรไลต์แข็งหรือตัวนำโปรตอนจะเชื่อมต่อแผ่นเข้าด้วยกันทางไฟฟ้า ในขณะที่ยังคงแยกก๊าซเชื้อเพลิงไฮโดรเจนและออกซิเจนออกจากกัน[ 36 ]
  • ใน ถัง ชุบโลหะด้วยไฟฟ้าสารละลายอิเล็กโทรไลต์จะทำการชุบโลหะลงบนวัตถุที่จะชุบพร้อมๆ กับเชื่อมต่อวัตถุนั้นเข้ากับวงจรไฟฟ้า
  • ในเกจวัดชั่วโมงการทำงาน จะมีแท่งปรอท บางๆ สองแท่ง คั่นด้วยช่องว่างเล็กๆ ที่บรรจุอิเล็กโทรไลต์ และเมื่อประจุไฟฟ้าไหลผ่านอุปกรณ์ โลหะจะละลายที่ด้านหนึ่งและตกตะกอนที่อีกด้านหนึ่ง ทำให้ช่องว่างที่มองเห็นได้ค่อยๆ เคลื่อนที่ไปตามเข็มนาฬิกา
  • ในตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์นั้น จะใช้ผลทางเคมีในการสร้าง ชั้น ฉนวนหรือ ได อิเล็กทริกที่ บางมาก ในขณะที่ชั้นอิเล็กโทรไลต์ทำหน้าที่เสมือนแผ่นตัวเก็บประจุแผ่นหนึ่ง
  • ในเครื่องวัด ความชื้นบางชนิด ความชื้นในอากาศจะถูกตรวจวัดโดยการวัดค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ที่เกือบแห้ง
  • แก้วที่ร้อนและอ่อนตัวลงนั้นเป็นตัวนำไฟฟ้า และผู้ผลิตแก้วบางรายจะรักษาสภาพหลอมเหลวของแก้วไว้โดยการปล่อยกระแสไฟฟ้าปริมาณมากไหลผ่าน

อิเล็กโทรไลต์แข็ง

โดยทั่วไปแล้ว อิเล็กโทรไลต์ชนิดแข็งสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 กลุ่มหลักๆ ดังรายละเอียดด้านล่าง

อิเล็กโทรไลต์เจล

อิเล็กโทรไลต์แบบเจล – มีลักษณะคล้ายกับอิเล็กโทรไลต์เหลวมาก โดยพื้นฐานแล้วมันคือของเหลวในโครงสร้างตาข่าย ที่ยืดหยุ่น มักมีการเติมสารต่างๆ เพื่อเพิ่ม การนำไฟฟ้าของระบบดังกล่าว[ 35 ] [ 37 ]

อิเล็กโทรไลต์เซรามิก

อิเล็กโทรไลต์เซรามิกแข็ง – ไอออนเคลื่อนที่ผ่านเฟสเซรามิกโดยอาศัยช่องว่างหรือช่องว่าง ระหว่างอะตอม ภายในโครงสร้างผลึกนอกจากนี้ยังมีอิเล็กโทรไลต์เซรามิกแก้ว อีกด้วย [ 38 ]

อิเล็กโทรไลต์โพลิเมอร์

อิเล็กโทรไลต์พอลิเมอร์แห้งแตกต่างจากอิเล็กโทรไลต์เหลวและเจลตรงที่เกลือละลายอยู่ในตัวกลางของแข็งโดยตรง โดยปกติจะเป็นพอลิเมอร์ ที่มีค่า คงที่ไดอิเล็กตริกค่อนข้าง สูง ( PEO , PMMA , PAN , โพลีฟอสฟาซีน , ซิโลเซนฯลฯ) และเกลือที่มีพลังงานแลตติซ ต่ำ เพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลและการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ดังกล่าว มักจะ มีการสร้าง วัสดุคอมโพสิตและนำเฟสเซรามิกเฉื่อยเข้ามาใช้ อิเล็กโทรไลต์ดังกล่าวมีสองประเภทหลัก ได้แก่ พอลิเมอร์ในเซรามิก และเซรามิกในพอลิเมอร์[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]

อิเล็กโทรไลต์พลาสติกอินทรีย์

ผลึกพลาสติกไอออนิกอินทรีย์ – เป็น เกลืออินทรีย์ชนิดหนึ่งที่แสดงเมโซเฟส (กล่าวคือสถานะของสสารที่อยู่ระหว่างของเหลวและของแข็ง) ซึ่งไอออนที่เคลื่อนที่ได้นั้นมีการเรียงตัวแบบไม่เป็นระเบียบหรือหมุนไม่ได้ ในขณะที่ศูนย์กลางของไอออนเหล่านั้นอยู่ที่ตำแหน่งที่เป็นระเบียบในโครงสร้างผลึก[ 36 ]ผลึกเหล่านี้มีรูปแบบความไม่เป็นระเบียบหลายรูปแบบเนื่องจากการเปลี่ยนเฟส ของแข็ง-ของแข็งอย่างน้อยหนึ่งครั้ง ที่ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวดังนั้นจึงมี คุณสมบัติ เป็นพลาสติกและมีความยืดหยุ่นเชิงกลที่ดี รวมถึงการสัมผัสระหว่างอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ที่ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผลึกพลาสติกไอออนิกอินทรีย์โปรติก (POIPCs) [ 36 ]ซึ่งเป็น เกลืออินทรีย์ โปรติก ที่เป็นของแข็ง ที่เกิดจาก การถ่ายโอน โปรตอนจากกรดบรอนสเตดไปยังเบสบรอนสเตด และโดยพื้นฐานแล้วเป็นของเหลวไอ ออนิกโปรติก ในสถานะหลอมเหลวพบว่าเป็นตัวนำโปรตอน ของแข็งที่มีศักยภาพ สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงตัวอย่างเช่น1,2,4-ไตรอะโซเลียมเพอร์ฟลูออโรบิวเทนซัลโฟ เนต [ 36 ]และอิมิดาโซเลียมเมทานซัลโฟเนต[ 42 ]

ดูเพิ่มเติม

  • โลโก้ Wikimedia Commonsสื่อที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กโทรไลต์ในวิกิมีเดียคอมมอนส์
  • Friedman HL (1960). "ทฤษฎีสารละลายไอออนิกของ Mayer ที่ประยุกต์ใช้กับสารผสมอิเล็กโทรไลต์"วารสารเคมีฟิสิกส์ 32 ( 4): 1134– 1149. Bibcode : 1960JChPh..32.1134F . doi : 10.1063/1.1730863 .
  • Leaist DG, Lyons PA (1981). "การแพร่แบบหลายองค์ประกอบของอิเล็กโทรไลต์ที่มีการแตกตัวไม่สมบูรณ์ การแพร่ในสารละลายบัฟเฟอร์" วารสารเคมีฟิสิกส์ 85 ( 12): 1756– 1762. doi : 10.1021/j150612a033 .
  • Kaminsky M (1957). "ปฏิสัมพันธ์ระหว่างไอออนกับตัวทำละลายและความหนืดของสารละลายอิเล็กโทรไลต์เข้มข้น" การอภิปรายของสมาคมฟาราเดย์ 24 : 171. doi : 10.1039/DF9572400171 .
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Electrolyte&oldid=1360131296#Physiological_importance "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ อิเล็กโทรไลต์

อิ เล็กโทรไลต์ คือสารที่นำ ไฟฟ้า ผ่านการเคลื่อนที่ของ ไอออน แต่ไม่ใช่ผ่านการเคลื่อนที่ของ อิเล็กตรอน [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ซึ่งรวมถึง เกลือ กรดและ เบส ที่ละลายน้ำได้ส่วนใหญ่...

นิรุกติศาสตร์

คำว่า อิเล็กโทรไลต์ มาจาก ภาษากรีกโบราณ ήλεκτρο- ( ēlectro- ) ซึ่งเป็นคำนำหน้าเดิมหมายถึง อำพัน แต่ในบริบทสมัยใหม่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้า และ λυτός ( lytos ) ซึ่งหมายถึง "สามารถแยกออกจากกันได้" [ 7 ]

ประวัติศาสตร์

ในวิทยานิพนธ์ปี 1884 ของเขา Svante Arrhenius ได้เสนอคำอธิบายเกี่ยวกับการแตกตัวของเกลือผลึกแข็งเป็นอนุภาคที่มีประจุคู่เมื่อละลาย ซึ่งทำให้เขาได้รับ รางวัลโนเบล สาขาเคมีใน ปี 1903 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] คำอธิบายของ Arrhenius คือ ในการสร้างสารละลาย...

การก่อตัว

สารละลายอิเล็กโทรไลต์มักเกิดขึ้นเมื่อเกลือถูกใส่ลงใน ตัวทำละลาย เช่น น้ำ และส่วนประกอบแต่ละชนิดจะแตกตัวออกเนื่องจาก ปฏิกิริยา ทางอุณหพลศาสตร์ ระหว่างโมเลกุลของตัวทำละลายและตัวถูกละลาย ในกระบวนการที่เรียกว่า " การละลาย " ตัวอย่างเช่น เมื่อเกลือแกง (...