电解质

电解质是通过离子运动传导电流的介质，也可以指溶解于溶剂或熔融时产生离子的物质。电解质包括水溶液、熔融盐和导离子固体。其本质特征是离子输运，而非主要依靠电子导电。在生理学语境中，“电解质”通常指血液及其他体液中带电的矿物质组分。(goldbook.iupac.org)

形成与分类

许多离子化合物溶解于水后便形成电解质。溶剂分子使分离的离子保持稳定，使其能够独立运动。分子物质则可以通过与溶剂反应发生电离，从而生成离子。例如，氯化氢与水反应，生成水合氢离子和氯离子：

[ \mathrm{HCl + H_2O \rightarrow H_3O^+ + Cl^-}. ]

因此，电解质在溶解前不一定由离子组成。(openstax.org)

强电解质的已溶解部分几乎完全形成离子，例如可溶性离子盐、强酸和强碱。弱电解质仅有一部分形成离子，因此溶液中同时存在离子和未电离的物种。弱酸和弱碱属于这一类，两者的比例由化学平衡决定。乙醇等非电解质在溶解时不会产生显著数量的离子。纯水自身的电离程度很低，因此导电能力很差。(openstax.org)

电解质的强弱不应与溶解度或浓度混淆。溶解度决定有多少物质进入溶液，而电解质的强弱描述的是已溶解物质形成离子的程度。因此，难溶盐可能只能提供很低的离子浓度。氯化银就是一个例子：其溶解平衡严格限制了溶液中银离子和氯离子的含量。仅凭电导率低，不能断定物质只发生了部分电离。(openstax.org)

离子输运与电导率

在电场作用下，正、负离子沿相反方向迁移，两者都参与电荷输运。离子对导电的贡献取决于其所带电荷和电迁移率。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将离子电导率定义为：

[ \lambda_i = |z_i|Fu_i, ]

其中，(z_i) 为离子的电荷数，(F) 为法拉第常数，(u_i) 为其电迁移率。比较文献报告的数值时，必须明确离子种类及所采用的归一化方式。(openstax.org)

溶液的电导率取决于其中离子的种类和浓度，而不只是溶解的物质属于强电解质还是弱电解质。温度也会影响测量结果。因此，电导率数值必须注明测定条件，比较不同溶液时则必须同时考虑组成和温度。在水质分析中，比电导率通常以微西门子每厘米为单位报告，并以 25 °C 为参考温度。(water.usgs.gov)

电导率仪测量的是总体导电能力，而不能鉴别单个离子。在天然水体中，电导率可用作溶解性固体含量的间接指标，但两者之间的换算关系取决于离子组成，并不具有普遍适用性。因此，校准、设备维护和温度补偿都是实验室及现场测量的重要环节。连续电导率记录也用于监测水体状况的变化。(pubs.usgs.gov)

液态与固态电解质

电解质导电并不限于水溶液。熔融盐无需分子溶剂，即可通过可移动离子导电。离子液体是在低于 100 °C 时呈液态的盐，构成一类独特的电解质，可用于电化学分析。其性质不同于常规水溶液或有机溶剂溶液。(goldbook.iupac.org)

固体电解质是以离子为主要载流子的固体。其结构可以保持固态，同时允许特定离子在内部移动。超离子化合物中的离子运动尤其迅速，因此可用于固态电池及其他电化学器件。由此可见，固体具有离子导电性，并不意味着整个材料已经熔化，也不意味着其所有组成离子都具有相同的迁移能力。(goldbook.iupac.org)

电化学应用

在电化学电池中，电解质为电极之间的离子输运提供内部通路。在电池中，电子通过外部电路移动，离子则通过电解质移动。这两种相互耦合的运动使充放电过程中的电荷平衡得以维持。因此，电解质是电池的重要组成部分，而不只是被动容纳其他材料的介质。(energy.gov)

电解质的组成影响电池内的离子迁移能力及相互作用。关于锂离子电池的研究考察了锂离子周围的溶剂配位如何影响其运动。另一些研究探讨液态电解质与金属锂之间的反应，这些反应可能形成界面层，并影响电池性能。因此，选择电解质时既要考虑输运性质，也要考虑化学相容性。(arxiv.org)

在分析化学中，加入支持电解质，是为了使其对电导率和离子强度的贡献远大于所研究的电活性物质。选择其组分时，应确保它们在所施加的电势范围内不发生电化学反应。这一定义具有条件性：适合某项测量的物质，在不同实验条件下未必仍保持电化学惰性。(goldbook.iupac.org)

生理学用法

在生理学中，常见电解质包括钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、氯离子、碳酸氢根离子和磷酸根离子。这些带电物种参与体液平衡、酸碱度调节以及神经和肌肉功能。电解质平衡是机体稳态的一部分，取决于摄入、流失与生理调节之间的关系。这里的“电解质”通常指特定的溶解离子，而非整个导电液体。(medlineplus.gov)

电解质失衡是指一种或多种电解质的水平过高或过低。这种变化可能伴随水分平衡改变、胃肠道流失、某些药物的使用或器官功能障碍而出现。实验室检测可以测定血液和尿液中的单种或多种电解质；不同检测项目涵盖的物质范围各不相同。(medlineplus.gov)