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 працюючий фен впаде у воду, то короткого замикання не уникнути. Насправді, вода - не такий вже і 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 розплавлюванні або розчиненні у воді носить горду назву - електролітична дисоціація.

Цей термін ввів в обіг шведський учений С. Арреніус, коли вивчав властивості розчинів пропускати електрику. Для цього він замикав електричний ланцюг через розчин якої-небудь 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 належать розчини цукру, спирту, глюкози. А ось растор кухонної солі, сірчаної кислоти і гідроксиду натрію чудово 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 обґрунтуванню 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 й 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-аніона-

CsOH = Cs + + OH-,

тобто при дисоціації однієї молекули гідроксиду цезію утворюється один катіон цезію та 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 послідовних процесу:

• 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 іону кристала, і навпаки, негативним полюсом - до позитивного у іонів крісталла-

• 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 доти, поки на них не подіють електричним полем.

  Для речовин з ковалентного полярної зв'язком, таких як HCl та 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.