Electrolitos.

Un electrolito es una sustancia que contiene iones libres que pueden conducir la electricidad, es común encontrar electrolitos en disoluciones, por ejemplo la sal de cocina NaCl que en disolución produce un ion cloro y un cation sodio, existen  muchos ejemplos en los cuales un material se disuelve en agua y genera iones y cationes lo que implica que dichos materiales pueden conducir la electricidad. 

Tomado de http://marionkuprat.com/el-truco-y-la-refutacion-de-los-analisis-de-agua-por-electrolisis/

Por electrolisis se llama al proceso en el cual aplicando un campo eléctrico se separan los elementos de un compuesto, el cátodo y el ánodo atraen los iones de carga opuesta que están en disolución, entonces las cargas positivas se dirigen al cátodo generando una reducción y las cargas negativas se van hacia el ánodo el cual se oxida. Los electrolitos pueden clasificarse en electrolitos fuertes y electrolitos débiles, un electrolito fuerte es aquel que cuando se disocia provoca exclusivamente una formación de iones y su disolución es difícilmente reversible, un electrolito débil entonces es una sustancia que al disolverse en agua se separa apenas parcialmente, estos procesos son generalmente reversibles, un electrolito débil conduce muy bien la electricidad a diferencia del débil. Ejemplo de electrolitos fuerte: Acidos organicos como HNO3, HCl , HBr , HClO3 HBrO3
Los hidroxidos alcalinos o alcalino térreos, la mayoría de las sales.

Ejemplo de electrolitos débiles: Muchos ácidos inorgánicos como H2CO3 , H3BO3 , H3PO4 , H2S, H2SO4, la mayoría de los ácidos orgánicos, amoniaco y la mayoría de las bases orgánicas, halogenuros, cianuros y tiocianatos de Hg, Zn y Cd.

Ahora bien cómo podemos conseguir una corriente eléctrica con estos materiales, pues bien podemos hacer una celda galvanica por ejemplo.

Como se ve en el diagrama la celda funciona del siguiente modo en el ánodo (en este caso de Zn) se sumerge en una solución de sulfato de zinc (ZnSO4) y el catodo (de cobre) en una solución de sulfato de cobre (CuSO4), los átomos en el ánodo se oxidan y pasan a la solución en forma de iones positivos, así pues los electrones que quedan libres en el ánodo viajan hasta el cátodo alli los iones de cobre atrapan los electrones  y se precipitan, para equilibrar las cargas en cada parte de la celda a travez de una lamina porosa o de un puente salino se migran los aniones de SO4, con lo cual el circuito se conserva.
Las reacciones aqui son : Zn + 2e(-1) -> Zn(+2)  y Cu(+2) + 2e(-1) -> Cu.
Los electrodos ( en este caso las barras de Zn y cobre) pueden o no participar en la reacción, si participan de ella como en el ejemplo se denominan electrodos activos de lo contrario se les llaman electrodos pasivos o inertes.
Existen diferentes tipos de electrolitos, en solución como los que mostramos anteriormente, electrolitos fundidos y electrolitos sólidos; Un electrolito sólido también llamados conductores superionicos o conductor ionicos rápido son materiales sólidos en los cuales los iones son altamente móviles, poseen un carácter intermedio entre sólidos cristalinos y electrolitos líquidos, existen muchas formas en la que estos materiales pueden conducir electricidad. Primero hay que decir que cuando hablamos de un sólido cristalino se hace referencia a un material sólido cuya  estructura atómica es ordenada y tiene patrones repetidos, también cabe aclarar que cuando hablemos de intersticio hacemos referencia a el espacio que hay entre un átomo y otro en una red cristalina. 

Estructura cristalina de la sal común
tomado de http://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras_cristalinas/cloruro_sodico.html

Estructura cristalina del Diamante
tomado de http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/111/htm/sec_7.htm

Los sólidos cristalinos perfectos no existen, en ellos pueden existir cierto tipo de defectos o impurezas, ya se ha mostrado un tipo de impureza en los semiconductores cuando a un solido de silicio o germanio se le agregan otros elementos, en este caso eran impurezas substitucionales, es decir substituían un átomo de la red, pueden existir también impuresas intersticiales que son impurezas (átomos de otro elemento) en los intersticios de la red.
El defecto Frenkel y Schottky hace referencia a dos  fenómeno diferentes el primero (efecto Frenkel) sucede cuando un átomo salta a una posición intersticial y deja un hueco, el segundo (efecto Schottky se presenta cuando un átomo escapa de la zona cristalina y entonces para preservar su carga eléctrica un átomo de diferente carga genera vacantes.

imagen tomada de http://blog.utp.edu.co/metalografia/files/2011/05/51.jpg

En la imagen se observa arriba a la derecha vacancias dejadas por 

el efecto FRENKEL y a la izquierda abajo por el efecto SCHOTTKY,

El modelo de vacancias predice el movimiento de una vacancia a través de la red por saltos sucesivos del ion en dirección opuesta, el movimiento del ion ocurre a través de una serie de posiciones intersticiales, entonces para que se genere una corriente significativa un ion nuevo ocupa la vacancia generada por el primero y crea una nueva vacancia; Como ya se ha dicho ningún cristal es perfecto, eso implica también que existen brechas entre una red cristalina y otra en el material, es decir que dentro del material existen diferentes zonas con redes cristalinas iguales (en estructura, no en tamaño) que se unen con otras zonas cristalinas pero a un ángulo diferente 

A estas desviaciones (generalmente pequeñas) en la conexión de las redes cristalinas las llamamos bordes de grano, gracias a las imperfecciones en la red las diferentes zonas cristalinas intercambian imperfecciones en la red (ya que un átomo puede pasar de una zona a otra en el borde de grano) pero además comparten vacancias.I

"Para que un sólido conduzca a temperaturas más bajas que su punto de fusión se tiene que cumplir las siguientes condiciones:

i) alta concentración de portadores de carga potenciales;

ii) elevada concentración de vacancias o sitios intersticiales;

iii) la energía de activación requerida para que los iones

salten de sitio a sitio de la red debe ser pequeña." ( HUANOSTA, 1992)*.

Veamos un ejemplo clásico que ilustre la conducción por vacancias en la estructura de \betha-alúmina este conduce en forma bidimensional átomos de Na+ ¬, se dice que conduce en forma bidimensional ya que existen planos en los cuales ion Na+ puede moverse con baja resistencia debido a que en estas zonas existen mayores sitios que pueden ser ocupados por el ion, estas estructuras que están localizadas entre otras estructuras cristalinas en forma de bloques llamamadas espinelas, si ponemos Na y S separados por el b-alúmina, este conducirá prácticamente sólo por iones, para luego generar un presipitado de Na2S2 cuando la pila se descarga completamente.

*Electrolitos solidos: Caracteristicas, aplicaciones y una tecnica de analisis. Universidad Nacional Autonoma de Mexico.