การแยกเกลือ, กรดและด่าง ทฤษฎีและการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ

สำหรับเคมีกายภาพและชีวเคมีกระบวนการทั่วไปคืออนุภาคของสสารโมเลกุลไอออน (อนุภาคประจุไฟฟ้าบวกเรียกว่าไอออนบวกและอนุภาคประจุลบเรียกว่า anion) อนุภาคเหล่านี้จะสลายตัวเป็นอนุภาคที่ง่ายกว่า กระบวนการนี้เรียกว่า dissociation ซึ่งแปลจากภาษาละติน "dissociation" หมายถึง "separation" โดยมีตัวบ่งชี้ดังกล่าวเป็น "องศาการแยกตัว" ซึ่งแสดงอัตราส่วนของจำนวนอนุภาคที่แยกออกจากกันไปเป็นจำนวนอนุภาคทั้งหมดก่อนที่จะสลายตัวนั่นคืออนุภาคที่มีการสลายตัว กระบวนการของการสลายตัวของอนุภาคอาจเกิดขึ้นจากผลกระทบบางอย่างกับสารลักษณะของผลกระทบเหล่านี้จะกำหนดชนิดของการแยกตัวออก แยกความแตกต่างระหว่างความแตกแยกความร้อน, photodissociation, การแยกตัวออกมาภายใต้อิทธิพลของรังสีไอออไนซ์, การแยกตัวของอิเลคโตรไลต์ Dissociation เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับการรวมกลุ่มและการรวมตัวใหม่ กระบวนการนี้มักสับสนกับไอออไนซ์

Electrolytic dissociation เป็นความแตกแยกที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของโมเลกุลของตัวทำละลายขั้วโลกและมีลักษณะทางเคมี สารที่ dissociable ในตัวทำละลายเป็นไอออนและกระแสไฟฟ้าเรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ (กรด, เกลือ, ฐาน) สารที่ละลายเมื่อไม่แยกออกเป็นไอออน (แอลกอฮอล์อีเทอร์คาร์โบไฮเดรต ฯลฯ ) ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์ ตัวทำละลายที่สำคัญที่สุดของอิเล็กโทรไลต์คือน้ำ น้ำตัวเองมีลักษณะเป็นอิเล็กโทรไลต์อ่อน ตัวทำละลายขั้วโลก (เช่นเอทานอลแอมโมเนียและกรดอะซิติก) ยังสามารถละลายอิเล็กโทรไลต์ การแยกตัวของกรดด่างและการแยกตัวของเกลือเกิดขึ้นในสารละลายในน้ำ เกลือเป็นสารประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยโมเลกุลประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุบวก (โลหะไอออนบวก) และอนุภาคประจุลบ (อนุภาคของสารตกค้างในกรด) เกลือของกรดในทางตรงกันข้ามกับเกลือทั่วไปประกอบด้วยสองประเภทของ cations (โลหะและไฮโดรเจน) และแอนไอออนของกากกรด เมื่อละลายในน้ำโมเลกุลของเกลือจะสลายตัวเป็นไอออน สามารถละลายเกลือได้โดยการระเหยน้ำ

แยกแยะระหว่างอิเล็กโทรไลต์ที่แรงและอ่อน ใน ทฤษฎี คลาสสิก เกี่ยวกับการแยกตัวของอิเลคโตรไลต์ กระบวนการนี้ถือได้ว่ากลับได้ แต่จะใช้เฉพาะกับอิเล็กโทรไลต์อ่อนในสารละลายเจือจาง ความแตกแยกในการแยกตัวของกรดเบสเกลือเป็นกระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้เนื่องจากเกลือ (แทบทั้งหมด แต่บางส่วนที่ซับซ้อน) กรดและเบส (ซึ่งเป็นโลหะอัลคาไลน์และโลหะอัลคาไลนอล) เป็นอิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแรงและในสารละลายที่อ่อนแอของโมเลกุลทั้งหมด %) แยกออกเป็นไอออน อิเล็กโทรไลต์ที่แรง: โซเดียมคลอไรด์ NaCl, โซเดียมไฮดรอกไซด์ อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ: NH4OH (แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์), H2CO3 (กรดคาร์บอนิก), CH3COOH (กรดอะซิติก) และ กรด และเบส อินทรีย์ ส่วนใหญ่ พวกเขาแยกส่วนบางส่วนเมื่อละลายในน้ำ (ปกติค่านี้มีตั้งแต่ 1 ถึง 10%)

ดังนั้นจึงเป็นความจริงที่ว่าในการแก้ปัญหาของอิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่งมีเพียงไอออนและในการแก้ปัญหาของอิเล็กโทรไลที่อ่อนแอโมเลกุลส่วนใหญ่ไม่สลายของสสาร (เช่นโซเดียมคลอไรด์ Na + และคลอรีนไอออน Cl-) และไม่มีโมเลกุลของเกลือ (NaCl) การแยกตัวของเกลือของกรดจะนำไปสู่การก่อตัวของโลหะไอออนไฮโดรเจนไอออนและอนุภาคของสารตกค้างในสารละลาย ตัวอย่างเช่นเกลือของกรด NaHCO3 (โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต) แยกตัวออกเป็นโซเดียมคาร์เทน (Na +), ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H-) และแอนไอออนของกากกรดคาร์บอนิคที่เป็นกรด (CO3-)

ถ้าการแก้ปัญหา (ละลาย) ของอิเล็กโทรไลต์อยู่ใน electrolyzer (เรือที่มีขั้วลบและขั้วบวก) จากนั้นเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุจะถูกส่งไปยังขั้วไฟฟ้าด้วยค่าที่ตรงกันข้ามจะเริ่มต้น: cation บวกกับแคโทดที่มีประจุลบและ anions ลบไปยัง anode ที่มีประจุบวก คุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์โดยเฉพาะการแยกตัวของเกลือจะใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรม วิธีการของอิเล็กโทรลิซิสคือการผลิตอุตสาหกรรมอลูมิเนียมทองแดง (โดยการกลั่นด้วยไฟฟ้า) การทำให้อิเล็กโทรซิลิซิสสามารถทำให้ได้สารที่บริสุทธิ์ที่สุดระดับความบริสุทธิ์นี้ไม่สามารถทำได้ด้วยวิธีการอื่น ๆ (การทำให้แข็งตัวการตกผลึกและอื่น ๆ ) ด้วยความช่วยเหลือของ electrolysis โลหะที่สกัดจากแร่จะถูกทำให้บริสุทธิ์เนื่องจากมีเพียงโลหะไอออนที่สะสมบนแคโทดและสิ่งสกปรกยังคงอยู่ในสารละลายหรือละลาย ปรากฏการณ์เช่นการแยกตัวของเกลือเป็นตัวช่วยในการผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์และคลอรีนบริสุทธิ์ ในน้ำ โซเดียมคลอไรด์ สลายตัวเป็นไอออน: ไอออนบวกและแอนไอออนคลอรีน คลอรีนบริสุทธิ์จะปลดปล่อยออกมาที่ขั้วบวกซึ่งเป็นผลพลอยได้ของไฮโดรเจนในแคโทดและจะมีสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่สำคัญอีกตัวหนึ่งอยู่ในสารละลาย