Теорія електролітичноїдисоціації. Просте пояснення складних процесів

З терміном «електролітична дисоціація» вчені працюють з кінця дев`ятнадцятого століття. Його появі ми зобов`язані шведському хіміку Арреніусу. Працюючи над проблемою електролітів у 1884-1887 роках, він ввів його, щоб описати явище іонізації в розчинах і при утворенні розплавів. Механізм цього явища він вирішив пояснити розпаданням молекул на іони, елементи мають позитивний або негативний заряд.

Теорія електролітичноїдисоціації пояснює електропровідність деяких розчинів. Наприклад, для хлористого калію KCl характерно розпадання молекули цієї солі на іон калію, що володіє зарядом зі знаком «плюс» (катіон), і на іон хлору, заряд зі знаком «мінус» (аніон). Соляна кислота HCl розпадається на катіон (іон водню) і аніон (іон хлору), розчин їдкого натру NaHO призводить до появи іонів натрію і аніону у вигляді гідроксид-іона. Основні положення теорії електролітичної дисоціації описують поведінку іонів в розчинах. Відповідно до цієї теорії вони переміщаються абсолютно вільно в межах розчину, і навіть у невеликій краплі розчину підтримується рівномірний розподіл протилежно заряджених електричних зарядів.

Теорія електролітичноїдисоціації процес утворення електролітів у водних розчинах пояснює наступним чином. Поява вільних іонів свідчить про руйнування кристалічної решітки речовини. Цей процес при розчиненні речовини у воді відбувається під впливом дії полярних молекул розчинника (у нашому прикладі ми розглядаємо воду). Вони здатні настільки знизити силу електростатичного притягання, що існує між іонами, що знаходяться у вузлах кристалічної решітки, що в результаті іони переходять до вільного переміщення в розчині. При цьому вільні іони потрапляють в оточення полярних молекул води. Цю оболонку, що утворюється навколо них, теорія електролітичної діссоціацііназивает гідратної.

Але теорія електролітичноїдисоціації Аррениуса пояснює утворення електролітів не тільки в розчинах. Кристалічну решітку можна зруйнувати і під впливом температури. Нагріваючи кристал, ми отримуємо ефект інтенсивного коливання іонів у вузлах решітки, поступово приводить до руйнування кристала і появи розплаву, повністю складається з іонів.

Повертаючись до розчинів, слід окремо розглянути властивість речовини, яке ми називаємо розчинником. Найяскравішим представником цього сімейства є вода. Основною ознакою є наявність дипольних молекул, тобто коли з одного кінця молекула заряджена позитивно, а з іншого негативно. Молекула води повністю задовольняє цим вимогам, але вода не є єдиним розчинником.

Процес електролітичноїдисоціації можуть викликати і неводні полярні розчинники, наприклад, рідкий діоксид сірки, рідкий аміак та ін. Але саме вода займає в цьому ряду основне місце, оскільки її властивість послаблювати (розчиняти) електростатичне тяжіння і руйнувати кристалічні решітки проявляється особливо яскраво. Тому, говорячи про розчини, ми маємо на увазі саме рідини на водній основі.

Глибоке вивчення властивостей електролітів дозволило перейти до поняття їх сили і ступеня дисоціації. Під ступенем дисоціації електроліту мається на увазі відношення числа продіссоціірованних молекул до їх загального числа. У потенційних електролітів цей коефіцієнт знаходиться в межах від нуля до одиниці, а ступінь дисоціації, рівна нулю, свідчить про те, що ми маємо справу з неелектролітами. На зростання ступеня дисоціації позитивно впливає підвищення температури розчину.

Силу електролітів визначають ступенем дисоціації за умови постійної концентрації і температури. Сильні електроліти володіють ступенем дисоціації, що наближається до одиниці. Це добре розчинні солі, луги, кислоти.

Теорія електролітичноїдисоціації дозволила дати пояснення обширного ряду явищ, які вивчаються в рамках фізики, хімії, фізіології рослин і тварин, теоретичної електрохімії.