Teorie elektrolytické disociace - jedna z hlavních v chemii

Při rozpuštění ve vodě se elektrolytické látky rozkládají na nabité částice - ionty. Opačný je molarizace nebo asociace. Tvorba iontů vysvětluje teorii elektrolytické disociace (Arrhenius, 1887). Mechanismus rozkladu chemických sloučenin během tavení a rozpouštění je ovlivněn charakteristikami typů chemických vazeb, strukturou a povahou rozpouštědla.

Elektrolyty a nevodiče

Zničení se vyskytuje v roztocích a roztavuje se krystalové mřížky a molekuly - elektrolytická disociace (ED). Rozklad látek je doprovázen tvorbou iontů, vzhledu vlastností jako elektrická vodivost. Ne každá sloučenina je schopna disociovat, ale pouze látky, které se zpočátku skládají z iontů nebo vysoce polárních částic. Přítomnost volných iontů vysvětluje vlastnost elektrolytů pro vedení proudu. Základ, sůl, mnoho anorganických a některé organické kyseliny mají tuto schopnost. Nevodiče sestávají z molekul nízké polarity nebo nepolarizovaných molekul. Nevšimují se na ionty, jsou neelektrolyty (mnoho organických sloučenin). Nosníky náboje jsou pozitivní a negativní ionty (kationty a anionty).

Úloha S. Arrheniova a dalších chemiků ve studiu disociace

Teorie elektrolytické disociace dokázala v roce 1887 vědec ze Švédska S. Arrhenius. První rozsáhlé studie vlastností řešení však provedl ruský vědec M. Lomonosov. Přispěl ke studiu nabitých částic vznikajících při rozpouštění látek, T. Grotgus a M. Faraday, R. Lenz. Arrhenius prokázal, že mnoho anorganických elektrolytů a některé organických sloučenin. Švédský vědec vysvětlil elektrickou vodivost roztoků rozkladem látky do iontů. Teorie elektrolytické disociace Arrhenius nepřipojovala k přímé účasti molekul vody v tomto procesu význam. Rusové vědci Mendelejev, Kablukov, Konovalov a další věřili, že dochází k rozpuštění - vzájemné působení rozpouštědla a rozpuštěné látky. Pokud jde o vodní systémy, používá se název "hydratace". Jedná se o komplexní fyzikálně-chemický proces, o čemž svědčí formace hydrátů, tepelných jevů, zbarvení hmoty a vzhled sedimentu.

Hlavní ustanovení teorie elektrolytické disociace (TED)

Mnoho vědců pracovalo na objasnění teorie S. Arrheniova. Bylo nutné ho zlepšit s přihlédnutím k moderním datům o struktuře atomu, chemické vazbě. Jsou formulována hlavní ustanovení TED, která se liší od klasických tezí konce XIX století:

1. Proces tavení nebo rozpouštění je doprovázen disociací elektrolytu na ionty. Takže (na návrh Faradaye) nazývali částice s nábojem ("+" nebo "-"), které se liší od neutrálních atomů ve struktuře valenčních skořepin a stability, jsou barvené a bezbarvé. Iony mohou být jednoduché: Na ⁺ , Cl ^- , S ^2- , Al ³⁺ . Nabité částice se skládají ze skupin atomů: CO ² , NH ⁴⁺ . Z řeckého jazyka je název "ion" překládán jako "putování", což naznačuje náhodnost šíření těchto částic.
2. Vliv vnějšího elektrického pole způsobuje, že se ionty pohybují uspořádaným způsobem uvnitř prostoru elektrolytu. Každá negativní částice je směrována na anodu (kladná elektroda). Iony se znaménkem "+" začínají pohybovat směrem k katodě (záporná elektroda).
3. Zároveň dochází k rozkladu na ionty a kombinaci těchto částic v roztoku, proto se disociace týká reverzibilních fyzikálně chemických procesů.

   

Při sestavování rovnic je třeba vzít v úvahu vzniklé jevy: aplikovat speciální znak reverzibilního procesu, vypočítat negativní a kladné náboje: musí se shodovat shodně.

Mechanismus ED iontových látek

Moderní teorie elektrolytické disociace zohledňuje strukturu elektrolytických látek a rozpouštědel. Když se rozpustí, vazby mezi protilehle nabitými částicemi v iontových krystalech jsou zničeny působením polárních molekul vody. Doslova "vytáhnou" ionty z hmoty do roztoku. Rozpad je doprovázen tvorbou solvátu (ve vodě - hydratace) kolem iontů. Kromě vody mají ketony, nižší alkoholy vyšší dielektrickou konstantu. Během disociace chlorid sodný Na ⁺ a Cl ^- iony registrují počáteční stupeň, který je doprovázen orientací vodních dipolů vzhledem k povrchovým iontům v krystalu. V konečné fázi se uvolňují hydratované ionty a difundují do kapaliny.

Mechanismus ED sloučenin s kovalentní silnou polární vazbou

Molekuly rozpouštědla ovlivňují krystalickou strukturu neiontových látek. Například účinek vodních dipolů na kyselinu chlorovodíkovou vede ke změně typu vazby v kovalentní polární molekule na iontovou. Substance disociuje, hydratovaný vodík a chlorové ionty vstupují do roztoku. Tento příklad dokládá důležitost procesů, které se vyskytují mezi částicemi rozpouštědla a rozpuštěnou sloučeninou. To je tato interakce, která vede k tvorbě iontů elektrolytů.

Teorie elektrolytické disociace a hlavní třídy anorganických sloučenin

Ve světle hlavních ustanovení TED, kyselina může být nazývána elektrolytem, ​​během rozpadu kterého z pozitivních iontů může být detekován pouze proton H ⁺ . Disociace báze je doprovázena tvorbou nebo uvolněním pouze krystalické mřížky OH anionu a kovového kationtu. Normální sůl při rozpuštění poskytuje kladný kovový iont a negativní - zbytek kyseliny. Hlavní sůl se vyznačuje přítomností dvou typů aniontů: skupina OH a zbytky kyseliny. V kyselé soli kationtů je přítomen pouze vodík a kov.

Síla elektrolytu

Pro charakterizaci stavu látky v roztoku se používá fyzikální množství - stupeň disociace (α). Najděte jeho hodnotu z poměru počtu zlomených molekul k jejich celkovému počtu v roztoku. Hloubka disociace je určena různými podmínkami. Významné dielektrické ukazatele rozpouštědla, struktura rozpuštěných sloučenin. Typicky se stupeň disociace s rostoucí koncentrací snižuje a zvyšuje se zvyšující se teplotou. Často je stupeň disociace určité látky vyjádřen ve zlomcích jednotky.

Klasifikace elektrolytů

Teorie elektrolytické disociace na konci 19. století neobsahovala ustanovení o interakci iontů v roztoku. Účinky molekul vody na distribuci kationtů a aniontů se zdály být pro Arrhenius nevýznamné. Arrheniovy představy o silných a slabých elektrolytech byly formální. Na základě klasických pozic lze získat silné elektrolyty α = 0,75-0,95. Pokusy prokázaly nezvratnost jejich disociace (α → 1). Rozpustné soli, sírové a kyselina chlorovodíková alkálie. Částečně disociují síru, dusík, fluorovodík, kyselina fosforečná. Slabými elektrolyty jsou kyselina křemičitá, kyselina octová, hydrogensíranová a uhličitá, hydroxid amonný, nerozpustné báze. Voda je také označována jako slabý elektrolyt. Malá část molekuly H2O se oddělí a ionty se současně molarizují.