Galvanotechnik – Galvanisieren - HTL Wien 10

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Beispiel:
HCl(g) + H2O → Cl − (aq) + H3O +
Die wichtigsten Elektrolyte sind demzufolge entweder Säuren, Basen oder Salze.
Flüssigkeiten
Elektrolyte im Sinne von Ionenleitern erfordern bewegliche Ionen. Daher sind alle
Flüssigkeiten, die Ionen enthalten, Elektrolyte. Flüssige Elektrolyte sind sowohl die
Salzschmelzen und die ionischen Flüssigkeiten als auch alle flüssigen Lösungen von
Ionen. Salzschmelzen und ionische Flüssigkeiten bestehen im Ausnahmefall nur aus
Ionen, sie können aber gelöste Moleküle enthalten. Bei wässrigen oder organischen
Elektrolytlösungen ist es umgekehrt: Hier besteht das Lösungsmittel aus Molekülen, und
die Ionen sind darin aufgelöst. Die Herstellung einer Elektrolytlösung kann dabei im bloßen
Auflösen von schon vorhandenen Ionen bestehen, oder in einer chemischen Reaktion, bei
der Ionen entstehen, beispielsweise einer Säure-Base-Reaktion wie bei der Auflösung von
Molekülen wie Chlorwasserstoff oder Ammoniak in Wasser.
Festkörper
Auch Festkörper können bewegliche Ionen enthalten. Gerade bei hohen Temperaturen
werden beispielsweise in aus Ionen bestehenden Festkörpern Ionen beweglich. Es gibt
aber auch feste Elektrolyte, die bei Raumtemperatur verwendet werden können, oder bei
nur wenig erhöhten Temperaturen. Dazu gehören auch die in manchen Brennstoffzellen
verwendeten Polymerelektrolyt-Membranen. Sie bestehen aus einem Kunststoffgerüst,
das ionische Seitengruppen enthält. Wichtige Ionenleiter sind z. B. manche
Natriumaluminate. Neben der Anwendung in Brennstoffzellen sind Festelektrolyte auch in
Sensoren wichtig, etwa der Lambdasonde, die einen Elektrolyt enthalten, der
Sauerstoffionen leitet (z. B. YSZ, yttria stabilized zirconia, eine Mischung von
Zirkoniumdioxid ZrO2 und Yttriumoxid Y2O3). Auch die um 1900 als Glühlampe
gebräuchliche Nernstlampe verwendete solche Festelektrolyte.
Biologische Elektrolyte
Die wichtigsten Ionen biologischer Elektrolyte sind Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium,
Chlorid, Phosphat und Hydrogencarbonat. Sie sind im Cytosol enthalten, und für die
Funktion der Zellen unentbehrlich. Noch weitere Ionen sind als Spurenelemente für die
Zelle notwendig, doch sind die genannten Ionen besonders bedeutend im Hinblick auf das
Elektrolytgleichgewicht der Zelle, da sie bei der Regulierung des osmotischen Drucks eine
herausragende Rolle spielen.
Physiologie
Alle höheren Lebensformen halten ein subtiles und komplexes Elektrolytgleichgewicht
zwischen ihrem intrazellulären (in ihren Zellen) und extrazellulären (außerhalb oder
zwischen ihren Zellen) Milieu aufrecht. Insbesondere ist die Aufrechterhaltung genauer
osmotischer Gradienten wichtig. Diese Gradienten beeinflussen und regulieren den
Wasserhaushalt des Körpers und den pH-Wert des Blutes. Auch für die Funktion von
Nerven- oder Muskelzellen spielen Elektrolyte eine zentrale Rolle. Die Regelung der
Elektrolytkonzentration in der Zelle erfolgt mit Hilfe von Ionenkanälen.