Електролітична дисоціація - як її зрозуміти?
Ви ніколи не замислювалися над тим, чому одні розчини проводять електрику, а інші - ні? Наприклад, всім відомо, що краще не приймати ванну, одночасно укладаючи волосся феном. Адже вода - непоганий провідник електричного струму, і якщо працює фен впаде в воду, то короткого замикання не уникнути. Насправді, вода - не такий вже й хороший провідник струму. Є розчини, які проводять електрику набагато краще. Такі речовини називають електролітами. До них можна віднести кислоти, луги і розчинні у воді солі.
Електроліти - хто вони?
Виникає питання: чому розчини одних речовин пропускають електрику, а інших - ні? Вся справа в заряджених частинках - катіонів та аніонів. При розчиненні у воді електроліти розпадаються на іони, які при дії електричного струму рухаються в заданому напрямку. Позитивно заряджені катіони рухаються до негативного полюса - катода, а негативно заряджені аніони рухаються до позитивного полюса - анода. Процес розпаду речовини на іони при розплавленні або розчиненні в воді носить горду назву - електролітична дисоціація.
Цей термін ввів в обіг шведський вчений С. Арреніус, коли вивчав властивості розчинів пропускати електрику. Для цього він замикав електричний ланцюг через розчин певної речовини і стежив загоряється лампочка при цьому чи ні. Якщо лампочка розжарювання загоряється - значить розчин проводить електрику, з чого випливає висновок, що ця речовина є електролітом. Якщо лампочка залишається погаслою - то розчин не проводить електрику, отже ця речовина - неелектроліт. До неелетролітам відносяться розчини цукру, спирту, глюкози. А ось растор кухонної солі, сірчаної кислоти і гідроксиду натрію прекрасно проводять електричний струм, отже в них протікає електролітична дисоціація.
Як протікає дисоціація?
Згодом теорію електролітичноїдисоціації розвинули і доповнили російські вчені І.А. Каблуків і В.А. Кістяківський, застосувавши до її обґрунтування хімічну теорію розчинів Д.І. Менделєєва.
Ці вчені з`ясували, що електролітична дисоціація кислот, лугів і солей протікає в наслідок гідратації електроліту, тобто його взаємодії з молекулами води. Іони, катіони і аніони, які утворюються в результаті цього процесу будуть гідратованими, тобто пов`язаними з молекулами води, які їх оточують щільним кільцем. Їх властивості значно відрізняються від негідратірованних іонів.
Отже, в розчині нітрату стронцію Sr (NO3) 2, а також в розчинах гідроксиду цезію CsOH, протікає електролітична дисоціація. Приклади цього процесу можна виразити наступними рівняннями реакції:
Sr (NO3) 2 = Sr2 + + 2NO3 -,
тобто при дисоціації однієї молекули нітрату стронцію утворюється один катіон стронцію і 2 нітрат-аніону;
CsOH = Cs + + OH-,
тобто при дисоціації однієї молекули гідроксиду цезію утворюється один катіон цезію і один гідроксид-аніон.
Електролітична дисоціація кислот відбувається аналогічно. Для йодоводородной кислоти цей процес можна виразити таким рівнянням:
HJ = H + + CJ-,
тобто при дисоціації однієї молекули йодоводородной кислоти утворюється один катіон водню і один аніон йоду.
Механізм дисоціації.
Електролітична дисоціація речовин-електролітів протікає в кілька стадій. Для речовин з іонним типом зв`язку, таких як NaCl, NaOH цей процес включає в себе три послідовні процеси:
спочатку молекули води, що мають 2 різнойменних полюси (позитивний і негативний) і представляють собою диполь, орієнтуються у іонів кристала. Позитивним полюсом вони прикріплюються до негативного іона кристала, і навпаки, негативним полюсом - до позитивного у іонів кристала;
потім відбувається гідратація іонів кристала диполями води,
і тільки після цього гідратованих іони як би розходяться в різні боки і починають рухатися в розчині або розплаві хаотично до тих пір, поки на них не подіють електричним полем.
Для речовин з ковалентного полярної зв`язком, таких як HCl і інші кислоти, процес дисоціації аналогічний, за винятком того, що на початковому етапі відбувається перехід ковалентного зв`язку в іонну за рахунок дії диполів води. Такі основні моменти теорії дисоціації речовин.
