电解质(electrolyte)

在溶液中或处于熔融状态下，靠离子迁移而导电的物质。具有导电性能是电解质的通性，酸、碱和盐等都是电解质。电解质是一种实现电化冶金必不可少的物质。

导电特点    

电解质溶液或熔体的导电，是靠电解质离解出来的带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子，在外电场作用下定向地向对应电极移动并在其上放电而实现的。电解质导电属离子导电，其大小随温度升高而增大。离子导电必定在电极界面发生电解作用，引起物质(相关电解质)的变化。通常依靠自由电子导电的金属导体为第一类导体，而称电解质溶液和熔体为第二类导体。

电解质性质   

电解质最重要的特性是其导电性，而影响导电性的其他主要性质有电离度、电导、离子淌度、离子迁移数、离子活度和离子强度。

电离度     

达到电离平衡时，已电离的电解质分子电diarl数与其总分子数之比，以百分数表示。电离度大，表示离解生成的离子多，导电能力强。电解质溶液理论发展的早期阶段，就是按电离度大小来评价电解质的导电能力和分类电解质的：电离度大的为强电解质，小的为弱电解质。在一定温度下，电解质的电离度随其浓度的减小而增大。电离度、浓度和电离常数之间的定量关系，由奥斯特华(Ostwald)冲淡定律确定。实验表明，电离度很小的弱电解质，能很好地服从冲淡定律；强电解质则基本上不服从冲淡定律，因为强电解质实际上是几乎完全电离的，溶液中不存在电离平衡问题。由于强电解质溶液(除非无限稀释溶液)中存在强烈的离子相互作用，强电解质电离度并不反映其电离的真实情况。因而，称强电解质的电离度为表观电离度。

电导  

电阻的倒数，与电工学上电导的一般含义一致。电解质溶液的电导有两种表示方法。(1)比电导。又称电导率，是指1cm2电极面积、电极距离lcm的电解液的电导，亦即1cm。电解液的电导。和电工学上的含义一样，比电导是比电阻的倒数，是电解质的一项特性常数。(2)当量电导。相距1cm的二平行电极间含有1克当量(摩尔质量与电荷数的比值)电解质的溶液的电导。而当含有此1克当量电解质的溶液的体积无限大即溶液无限稀释时的当量电导，称为极限当量电导。比电导和当量电导表示法均指定二电极相距1cm，但比电导指定溶液体积为1cm3，却不指定其浓度；当量电导指定溶液含电解质数量为1当量，却不指定其体积。二者可依不同情况选用，并可彼此换算。由于在无限稀释溶液中离子间相互作用已小到可以忽略不计的程度，故极限当量电导能更真实地反映电解质的导电性能。

离子淌度   

二电极间电位梯度为1V／cm时离子的移动速度，又称离子绝对移动速度。离子淌度随溶液浓度增大而减小，随温度升高而增大。电解质的离子淌度愈大其当量电导也愈大。一般离子的淌度在(3～8)×10-4 cm2／(s•V)范围内，以H+和OH-的淌度为最大，为其他离子数倍，所以它们的迁移速度特别大，导电能力也特别强。

离子迁移数  

某种离子迁移所输送的电量，占通过溶液总电量的分数，又称离子输电分数。两种淌度差别很大的离子，其迁移数相差也很大。工业电解中，可根据淌度大小，判断该种离子传导电量多少和电极附近浓度变化情况，作为控制电解条件的依据。

离子活度   

修正后的离子浓度，又叫有效浓度，等于离子的实际浓度与活度系数的乘积。活度系数则等于活度与浓度之比。除了极稀溶液之外，由于溶液中离子之间及与溶剂分子之间存在着复杂的相互作用，使得离子的浓度不等同于活度，即活度系数不等于1。绝大多数情况是活度小于浓度，即活度系数小于1；至于出现活度系数大于1(活度大于浓度)的少有情况，则是由于离子的强烈水化作用引起的。由于一个离子不能离开其反离子而单独存在，所以不能测得各个离子的活度系数，而只能直接测得离子平均活度系数。引进离子活度概念，即以离子活度代替离子浓度，就可以使只适用于理想溶液的一些热力学计算公式也能用于实际溶液中。

离子强度溶液中所有各种离子的浓度乘其价数平方之总和的一半。离子平均活度系数随离子强度增大而减小，而且离子的价数越高，减小就越多。离子强度在一定程度上反映了离子间相互作用的强弱。

电解质溶液理论的发展   

1887年瑞典化学家阿仑尼乌斯(S．A．Arrhenius)提出的电离学说，认为电解质在水溶液中部分分子离解为离子，溶液愈稀，离解部分就愈多。他引进电离和电离度的概念，奠定了电解质溶液理论的基础。随着科学的发展和研究的深入，发现阿氏学说不适用于电离度大的强电解质，只适用于弱电解质。1923年，第拜(PeterJ．w．IDebye)和休克尔(E．Htickel)发表新的见解，认为强电解质在溶液中是完全电离的。他们基于离子间的静电作用力，提出离子互吸论，引进“离子氛”概念，推导出了平均活度系数极限公式。这个理论后来(1927年)经翁萨格(Onsager)的发展，得出的强电解质当量电导与其浓度的关系公式，竟与1900年柯耳劳许(Kohlrausch)根据实验得到的经验式相一致。但所有这些公式都只适用于很稀的溶液(<0．001克当量浓度)，浓度稍高，就偏离实验数据。为了解决这个问题，卜耶隆(Bjerrum)早在1923年就提出离子缔合论，引进“离子对”或“离子缔合体”概念。认为在强电解质溶液中，由于离子数量巨大，当它们热运动至彼此接近时，异号电荷离子可以靠库仑力形成离子对，如Na+Cl- ，并可进而形成Na+C1-Na+-Na+C1-一等离子缔合体，结果导致溶液的电导和离子平均活度系数都下降。实验表明，此理论适用于纯离子晶体盐电解质，溶液浓度越大，离子价数越高，溶剂介电常数越小，离子对的形成就越普遍。此后，丹尼逊(Dennison)和任绥(Ramsey)(1955)、基尔克逊(GILKerson)(1956)、伏阿斯(Fuoss)(1958)发展了这个理论。至20世纪70年代，以匹查(Pitzer)为代表的一些科学家提出的匹查理论，使以复杂数理处理为基础的电解质溶液理论得以进一步完善。匹查理论不仅适用于范围很广的电解质，而且也适用于浓度高达1～6tool／L的电解质溶液，说明这种理论更能反映真实情况。当然，电解质溶液理论仍在不断发展中。