Електрична дисоціація: теоретичні основи електрохімії

Електрична дисоціація грає величезну роль в нашому житті, хоча ми зазвичай не замислюємося про це. Саме з цим явищем пов`язана електропровідність солей, кислот і підстав у рідкому середовищі. З перших серцевих ритмів, зумовлених «живим» електрикою в людському тілі, на вісімдесят відсотків складається з рідин, до автомобілів, мобільних телефонів і плеєрів, акумуляторні батареї яких за своєю суттю є електрохімічними елементами живлення, - усюди поруч з нами незримо присутній електрична дисоціація.

У гігантських, що виділяють отруйні випари чанах з розплавленого при високих температурах бокситу електролізним методом отримують «крилатий» метал - алюміній. Всі предмети навколо нас, від хромованих грат радіаторів до посріблених сережок у вухах, коли-небудь стикалися з розчинами або розплавами солей, а значить, і з цим явищем. Не дарма електрична дисоціація вивчається цілою галуззю науки - електрохімією.

При розчиненні молекули рідини-розчинника вступають в хімічний зв`язок з молекулами розчиняється речовини, утворюючи сольвати. У водному розчині дисоціації найбільш схильні солі, кислоти та основи. В результаті цього процесу молекули розчиненої речовини можуть розпадатися на іони. Приміром, під впливом водного розчинника іони Na⁺ і CI^-, знаходяться в іонному кристалі NaCI, переходять у середу розчинника в уже новій якості сольватованих (гідратованих) частинок.

Це явище, що являє по своїй суті процес повного або часткового розпаду розчиненої субстанції на іони в результаті впливу розчинника, і носить назву «електрична дисоціація». Даний процес надзвичайно важливий для електрохімії. Велике значення має і те, що дисоціація складних багатокомпонентних систем характеризується ступінчастим протіканням. При цьому явищі відзначається також різке збільшення числа іонів в розчині, що відрізняє електролітичні речовини від неелектролітіческіх.

У процесі електролізу іони мають чіткий напрямок руху: частинки з позитивним зарядом (катіони) - до негативно зарядженого електроду, званому катодом, а позитивні іони (аніони) - до анода, електроду з протилежним зарядом, де відбувається їх розрядка. Катіони відновлюються, а аніони окислюються. Тому дисоціація є оборотним процесом.

Однією з основоположних характеристик цього електрохімічного процесу служить ступінь електролітичноїдисоціації, яка виражається відношенням числа гідратованих частинок до загальної кількості молекул розчиненої субстанції. Чим вищий цей показник, тим більш сильним електролітом є дана субстанція. За цією ознакою всі речовини діляться на слабкі, середньої сили і сильні електроліти.

Ступінь дисоціації залежить від наступних факторів: а) характеру розчиненого речовини-б) природи розчинника, його діелектричної проникності і полярності- в) концентрації розчину (Чим менше цей показник, тим більше ступінь дисоціації) - г) температури розчинюючої середовища. Наприклад, дисоціація оцтової кислоти може бути виражена наступною формулою:

СН₃СООН Н⁺ + СН₃СОО^-

Сильні електроліти дисоціюють практично необоротно, так як в їх водному розчині не залишається вихідних молекул і негідратірованних іонів. Також слід додати, що процесу дисоціації піддаються всі речовини, що мають іонний і ковалентний полярний тип хімічних зв`язків. Теорію електролітичноїдисоціації сформулював видатний шведський фізик і хімік Сванте Арреніус в 1887 році.