Elektrolyt-Lösungen

Bildet eine Verbindung durch Dissoziation in Lösung Ionen aus, spricht man von einem Elektrolyt. Die entstandene Elektrolyt-Lösung leitet den elektrischen Strom.
Elektrolyte lassen sich aufgrund ihres Dissoziationsgrades in starke und schwache Elektrolyte einteilen.

Starke Elektrolyte

Starke Elektrolyte liegen in wässriger Lösung nahezu vollständig in dissoziierter Form vor. Zum Beispiel liegt Chlorwasserstoff (HCl) in gelöster Form als H⁺ und Cl^- -Ionen vor.

Schwache Elektrolyte

Schwache Elektrolyte leiten im Vergleich zu starken Elektrolyten den Strom bei vergleichbarer Stoffmengenkonzentration schlechter. Werden polare Moleküle nur teilweise in Ionen gespalten, spricht man von einer teilweisen Dissoziation, in einer Lösung liegen neben den dissoziierten Ionen auch noch undissoziierte Moleküle der Substanz vor. Wenn sich in der Lösung ein Dissoziationsgleichgewicht eingestellt hat, ist die Geschwindigkeit der Dissoziation k_D gleich der der Rekombination k_R.

Für eine Säure HA, die in Wasser zu H₃O⁺ und A^- dissoziiert, kann man für die Dissoziationsgeschwingigkeit angeben:

und für die Rekombination:

Die Gesamtgeschwindigkeit RG ergibt sich aus der Geschwindigkeit der Dissoziation und der Geschwindigkeit der Rekombination. Im Gleichgewicht ist die Gesamtgeschwindigkeit gleich null:

oder

Die Eigendissoziation des Wassers kann als konstant angesehen werden und wird in K mit einbezogen. Man erhält dann die Gleichgewichtskonstante K_c, die sich auch aus dem Massenwirkungsgesetz formulieren lässt:

Der Dissoziationsgrad gibt den Anteil der dissoziierten Moleküle an:

Bei einer Ausgangskonzentration c ist somit die Konzentration dissoziierter Anionen . Für einen einwertigen Elektrolyten wie die Säure HA, ist dann die Konzentration der Kationen ebenfalls . Die Konzentration an undissoziierter Säure ist die Ausgangskonzentration c abzüglich der Konzentration dissoziierter Moleküle, man erhält also .
Diese Werte lassen sich in das Dissoziationsgleichgewicht einsetzen und man erhält:

Ausmultipliziert lässt sich daraus das Ostwald'sche Verdünnungsgesetz formulieren:

Für schwache Elektrolyte ist und man kann das Ostwald'sche Verdünnungsgesetz durch folgende Näherungsgleichung ausdrücken:

Man erkennt aus dieser Gleichung, das der Dissoziationsgrad eines schwachen Elektrolyten mit steigender Verdünnung zunimmt.