imported>Leyo: falsches Minuszeichen durch Halbgeviertstrich ersetzt

2025-06-04T21:19:33Z

falsches Minuszeichen durch Halbgeviertstrich ersetzt

Neue Seite

Als '''Elektrolyt''' (Maskulinum,<ref>Duden: [https://www.duden.de/rechtschreibung/Elektrolyt Elektrolyt]</ref> von {{grcS|ἤλεκτρον|elektron|de=Bernstein}}, im übertragenen Sinne ‚elektrisch‘ und {{lang|grc|λυτικός|lytikós|de=auflösbar}}) bezeichnet man eine [[chemische Verbindung]], die im festen, flüssigen oder gelösten Zustand in [[Ion]]en [[Dissoziation (Chemie)|dissoziiert]] ist und die sich unter dem Einfluss eines [[Elektrisches Feld|elektrischen Feldes]] gerichtet bewegt.<ref name="Elektrochemie I">Carl H. Hamann, Wolf Vielstich: ''Elektrochemie I: Elektrolytische Leitfähigkeit, Potentiale, Phasengrenzen.'' 2. Auflage. VCH Verlagsgesellschaft mbH, Oldenburg / Bonn 1985, ISBN 3-527-21100-4, S. 4.</ref> Oft wird mit ''Elektrolyt'' auch das feste oder flüssige Material bezeichnet, das die beweglichen Ionen enthält. Die [[elektrische Leitfähigkeit]] solcher [[Ionenleiter]] ist geringer, als es für [[Metalle]] typisch ist. Sie werden deshalb als [[Leiter (Physik)|Leiter]] 2. Klasse bezeichnet.

Leiter 1. Klasse (mit Elektronen als [[Ladungsträger (Physik)|Ladungsträgern]]) im Kontakt mit einem Ionenleiter heißen [[Elektrode]]n. An den Grenzflächen treten [[Elektrochemie|elektrochemische]] Reaktionen auf, insbesondere bei [[Elektrischer Strom|Stromfluss]].

Elektrolyte sind für lebende Organismen (einschließlich des menschlichen Organkomplexes) und deren [[Wasserhaushalt (Lebewesen)|Wasserhaushalt]] lebenswichtig. Elektrolytmangel kann so zu teils lebensbedrohlichen [[Hitzeschaden|Hitzeschäden]] führen und tritt oft zusammen mit [[Flüssigkeitsmangel]] auf, welcher wiederum häufig durch Durchfallerkrankungen induziert wird.

== Einteilung ==
Elektrolyte sind im weitesten Sinne Stoffe, die zumindest teilweise als Ionen vorliegen.

Man unterscheidet dabei in

* ''gelöste Elektrolyte'' (zur Leitfähigkeit von gelösten Elektrolyten siehe ''[[Elektrolytische Leitfähigkeit]]'')
** ''starke Elektrolyte'', die vollständig in Ionen gespalten werden, wenn sie gelöst werden, wie zum Beispiel ''[[Natriumchlorid]]''
** ''schwache Elektrolyte'', die nur zum Teil in Lösung dissoziieren, wie zum Beispiel ''[[Essigsäure]]''

* ''Festkörper''
** Ein ''echter Elektrolyt'' ist ein Stoff, der im festen [[Aggregatzustand]] aus [[Ionenkristall]]en besteht und in Schmelze oder Lösung, in besonderen Fällen auch als Feststoff (siehe ''[[Elektrolyt#Festkörper|Abschnitt Festkörper]]''), den elektrischen Strom leitet.
:: Beispiele:
:: [[Natriumchlorid|NaCl]]([[Reaktionsgleichung#Zustandsangaben|s]]) → Na+([[Reaktionsgleichung#Zustandsangaben|aq]]) + Cl−(aq)
:: [[Natriumhydroxid|NaOH]](s) → Na+(aq) + OH−(aq)
:*In ungelöster Form bestehen ''potentielle Elektrolyte'' aus elektrisch neutralen Molekülen mit halbpolaren bis [[Kovalente Bindung|homöopolaren]] Bindungen mit hohem Dipolmoment. Zu ihnen gehören fast alle schwachen Elektrolyte und starken Säuren. Potentielle Elektrolyte leiten aufgrund der geringen Eigendissoziation meist auch im geschmolzenen Zustand praktisch keinen Strom. Die Ionen entstehen erst durch die Reaktion mit dem Lösungsmittel, weswegen erst in Lösung eine erhöhte Leitfähigkeit festgestellt werden kann.
:: Beispiele:
:: [[Chlorwasserstoff|HCl]]([[Reaktionsgleichung#Zustandsangaben|g]]) + H2O → Cl−(aq) + H3O+(aq)
:: CH3COOH + H2O → CH3COO− + H3O+

Die wichtigsten Elektrolyte sind demzufolge entweder [[Säuren]], [[Basen (Chemie)|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 [[Salzschmelze]]n und die [[ionische Flüssigkeit|ionischen Flüssigkeiten]] als auch alle flüssigen Lösungen von Ionen. Salzschmelzen und ionische Flüssigkeiten bestehen im Regelfall 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 [[Chemische Reaktion|chemischen Reaktion]], bei der Ionen entstehen, beispielsweise einer [[Säure-Base-Reaktion]] wie bei der Auflösung von Molekülen wie [[Chlorwasserstoff]] oder [[Ammoniak]] in [[Wasser]]. Informationen über die translatorische Beweglichkeit von Ionen in der Elektrolytlösung, wie deren [[Diffusionskoeffizient]] oder deren [[Beweglichkeit (Physik)|Beweglichkeit]] <math>\mu</math> im elektrischen Feld, kann man über [[Feldgradienten-NMR]]-Methoden erhalten. Die Messung von <math>\mu</math> kann aber auch mit der „klassischen Methode“ der „Bewegten Grenzfläche“ ({{lang|en|''moving interface''}}) erfolgen.<ref name="Elektrochemie I" />

== Festkörper ==
{{Hauptartikel|Festelektrolyt}}

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 [[Brennstoffzelle]]n verwendeten [[Ionomer|Polymerelektrolyt-Membranen]]. Sie bestehen aus einem Kunststoffgerüst, das ionische Seitengruppen enthält. Wichtige Ionenleiter sind beispielsweise manche [[Natriumaluminat]]e. Neben der Anwendung in Brennstoffzellen sind Festelektrolyte auch in [[Sensor]]en wichtig, etwa der [[Lambdasonde]], die ein Elektrolyt enthält, das 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, bei Tieren auch ''Blutsalze'' genannt, sind [[Natrium]], [[Kalium]], [[Calcium]], [[Magnesium]], [[Chlorid]], [[Phosphat]] und [[Hydrogencarbonat]], bei Pflanzen zusätzlich noch [[Nitrate]].<ref>{{Literatur|Autor=Joachim W. Kadereit, Christian Körner, Benedikt Kost, Uwe Sonnewald|Titel=Strasburger – Lehrbuch der Pflanzenwissenschaften|Verlag=Springer-Verlag|Datum=2014-07-29|ISBN=978-3-642-54435-4|Seiten=39|Online={{Google Buch|BuchID=xN8oBAAAQBAJ|Seite=39 }}|Abruf=2016-05-24}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/biologie-abitur/artikel/erregung-und-erregungsleitung |titel=Erregung und Erregungsleitung in Biologie {{!}} Schülerlexikon {{!}} Lernhelfer |werk=www.lernhelfer.de |zugriff=2016-05-24}}</ref> Sie sind im [[Zytosol]] enthalten und für die Funktion der [[Zelle (Biologie)|Zellen]] und [[Reiz#Reizverarbeitung|Reizleitung]] aber auch für das [[Membranpotential]] 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 [[Osmotischer Druck|osmotischen Drucks]] eine herausragende Rolle spielen.

=== Physiologie ===
{{Siehe auch|Wasserhaushalt (Lebewesen)|Osmoregulation}}

<div style="max-width:40em; float:right; margin-left:1em">
{| class="wikitable sortable"
! rowspan="2" class="unsortable" | Kation
! rowspan="2" class="unsortable" | Funktion
! colspan="3" | Konzentration [mmol/l]<ref name="Schmidt, Lang, Heckmann">{{Literatur | Autor= | Titel=Physiologie des Menschen | Herausgeber=[[Robert Franz Schmidt]], Florian Lang, Manfred Heckmann | Auflage=31. | Verlag=Springer Medizin Verlag | Ort=Heidelberg | Datum=2010 | ISBN=978-3-642-01650-9 | Seiten=669 }}</ref>
|-
! intraz.
! interst.
! Plasma
|-
| [[Volumenhaushalt|Natrium]] || extrazelluläre Osmolarität, [[Aktionspotential]] || 15 || 143 || 141
|-
| Kalium || intrazelluläre Osmolarität, [[Ruhemembranpotential]] || 140 || 4 || 4
|-
| [[Calcium- und Phosphathaushalt|Calcium]] || [[second Messenger]], [[Knochenumbau]] || 0,0001<ref group="A">frei gelöster Anteil</ref> || 1,3 || 2,5<ref group="A">etwa 1,3 mmol/l frei gelöst, Rest komplexiert</ref>
|-
| Magnesium || zelluläre Erregbarkeit || 15 || 0,7 || 1
|}

{| class="wikitable sortable"
! rowspan="2" class="unsortable" | Anion
! rowspan="2" class="unsortable" | Funktion
! colspan="3" | Konzentration [mmol/l]<ref name="Schmidt, Lang, Heckmann" />
|-
! intraz.
! interst.
! Plasma
|-
| Chlorid || || 8 || 115 || 103
|-
| Hydrogencarbonat || [[Säure-Basen-Haushalt]] || 15 || 28 || 25
|-
| [[Calcium- und Phosphathaushalt|Phosphat]] || intrazellulärer [[Puffer (Chemie)|Puffer]] || 60<ref group="A">etwa 1 mmol/l frei gelöst, Rest organisch gebunden</ref> || 1 || 1
|-
| Sulfat || || 10 || 0,5 || 0,5
|-
| organische Säuren || || 2 || 5 || 4
|}

<references group="A" />
</div>

Schon die frühesten [[Einzeller]] ließen reines Wasser recht ungehindert über ihre [[Zellmembran]]en fließen, während sie ihren Gehalt an Elektrolyten streng regulierten und dabei die konstante Konzentrationen im [[Meerwasser]], ihrem ''äußeren Milieu'', nutzten. Die Zellen der später entstandenen landlebenden [[Mehrzellige Tiere|Mehrzeller]] (inklusive des Menschen) arbeiten weiterhin nach diesem Prinzip. Allerdings steht ihnen kein [[Meereswasser]] mehr zur Verfügung. Vielmehr muss der [[Organismus]] nun auch die Konzentrationen in der [[Extrazelluläre Flüssigkeit|extrazellulären Flüssigkeit]], dem ''inneren Milieu'', durch Regulierung der Aufnahme (Essverhalten und [[Resorption]] im [[Darm]]) und Ausscheidung (Rückresorption in der [[Niere]]) konstant halten.

Aus der freien Passage von Wasser folgt, dass seine Verteilung durch die Verteilung [[Osmose|osmotisch]] aktiver Substanzen (der größte Teil davon sind Elektrolyte) bestimmt wird, denn unterschiedliche [[osmotische Konzentration]]en erzeugen unterschiedliche [[Osmotischer Druck|osmotische Drücke]], die das Wasser in Richtung der höheren Osmolarität treiben. Die Osmolarität beträgt im menschlichen Körper intrazellulär wie extrazellulär etwa 300 mosmol/l, sie wird durch Steuerung der Aufnahme und Ausscheidung von Wasser [[Osmoregulation#Bei Tieren|konstant gehalten]]. Der [[Volumenhaushalt|Natriumbestand]] bestimmt dabei das Volumen der extrazellulären Flüssigkeit und damit auch das [[Blutvolumen]], dessen Konstanthaltung für die Kreislaufstabilität von größter Bedeutung ist.

Verliert man durch starkes Schwitzen oder Durchfall viel Salz und Wasser, genügt es nicht, nur das Wasser wieder zuzuführen, denn Wasser ohne Salz senkt die Osmolarität, sodass das Wasser zur Wahrung der Osmo[[homöostase]] wieder ausgeschieden wird. Zur Behandlung eines Volumenmangels werden klinisch Vollelektrolytlösungen infundiert. Sportgetränke, die mit [[Isotonisches Getränk|Isotonie]] werben, sind meist nicht geeignet, einen echten Volumenmangel zu beheben, weil sie die Osmolarität des Körpers im Wesentlichen durch Zucker erreichen, der aber durch die [[Blutzucker#Regulation|Blutzuckerregulation]] schnell aus dem Blut entfernt wird, sodass hypotone Lösung zurückbleibt; allerdings ist auch gar kein isotones Getränk notwendig, da über den Schweiß mehr Wasser als Salz verloren geht.

Störungen der an den Elektrolythomöostasen beteiligten Hormone oder Organe äußern sich in charakteristischen [[Elektrolytstörung]]en. Wenn eine kausale Therapie nicht möglich ist, können sie durch Infusion geeigneter Lösungen, [[Diuretikum|Diuretika]], [[Nahrungsergänzungsmittel]] oder auch Meidung bestimmter Lebensmittel behandelt werden, mächtigste Therapie ist die [[Dialyse]].

== Elektrochemische Anwendungen ==
Eine wichtige Anwendung von Elektrolyten ist der Gebrauch bei der [[Elektrolyse]] einschließlich der [[Galvanik]]. Elektrolyte sind auch notwendige Bestandteile von [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]], [[Akkumulator]]en und [[Elektrolytkondensator]]en. Zur Herkunft des von [[Michael Faraday]] geprägten Begriffes Elektrolyt siehe auch „[[Faradaysche Gesetze]]“, zur Bedeutung der Elektrolytkonzentration siehe auch [[Nernst-Gleichung]].

=== Galvanische Elektrolyte ===

In der Galvanik werden folgende Elektrolyte verwendet.
* [[Aluminiumelektrolyte]]
* [[Antimonelektrolyte]]
* [[Bleielektrolyte]]
* [[Bronzeelektrolyte]]
* [[Cadmiumelektrolyte]]
* [[Cobaltelektrolyte]]
* [[Chromelektrolyte]]
* [[Eisenelektrolyt]]e
* [[Goldelektrolyt]]e
* [[Indiumelektrolyte]]
* [[Kupferelektrolyt]]
* [[Manganelektrolyte]]
* [[Messingelektrolyte]]
* [[Vernickeln|Nickelelektrolyte]]
* [[Nickel-Eisen-Elektrolyte]]
* [[Palladiumelektrolyte]]
* [[Platinelektrolyte]]
* [[Rheniumelektrolyte]]
* [[Rhodiumelektrolyte]]
* [[Rutheniumelektrolyte]]
* [[Silberelektrolyte]]
* [[Wismutelektrolyte]]
* [[Wolframelektrolyte]]
* [[Zinkelektrolyte]]
* [[Zinnelektrolyte]]

== Siehe auch ==
* [[Galvanische Zelle]]
* [[Elektrolytdatenbank Regensburg]]
* [[Tyrode-Lösung]]
* [[Molare Leitfähigkeit]]
* [[Diffusionspotential]]

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=Carl H. Hamann, Wolf Vielstich |Titel=Elektrochemie I. Elektrolytische Leitfähigkeit, Potentiale, Phasengrenzen |Ort=Oldenburg / Bonn |Datum=1985 |Auflage=2 |Verlag=VCH Verlagsgesellschaft mbH |ISBN=3-527-21100-4}}

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4151826-3}}

[[Kategorie:Elektrolyt| ]]

Elektrolyt - Versionsgeschichte

imported>Leyo: falsches Minuszeichen durch Halbgeviertstrich ersetzt