Тэорыя электралітычнай дысацыяцыі. Простае тлумачэнне складаных працэсаў

З тэрмінам «электралітычная дысацыяцыя» навукоўцы працуюць з канца дзевятнаццатага стагоддзя. Яго з'яўленню мы абавязаны шведскаму хіміку Арэніусам. Працуючы над праблемай электралітаў ў 1884-1887 гадах, ён увёў яго, каб апісаць з'ява іянізацыі ў растворах і пры адукацыі расплаваў. Механізм гэтай з'явы ён вырашыў растлумачыць распадзення малекул на іёны, элементы маюць станоўчы ці адмоўны зарад.

Тэорыя электралітычнай дысацыяцыі тлумачыць электраправоднасці некаторых раствораў. Да прыкладу, для хлорыстага калію KCl характэрна распадзення малекулы гэтай солі на іён калія, які валодае зарадам са знакам «плюс» (катыён), і на іён хлору, зарад са знакам «мінус» (аніёны). Саляная кіслата HCl распадаецца на катыён (іён вадароду) і аніёны (іён хлору), раствор з'едлівага натра NaHO прыводзіць да з'яўлення іёнаў натрыю і аніёны ў выглядзе гідраксід-іёна. Асноўныя палажэнні тэорыі электралітычнай дысацыяцыі апісваюць паводзіны іёнаў у растворах. Згодна з гэтай тэорыі яны перамяшчаюцца зусім свабодна ў межах раствора, і нават у невялікай кроплі раствора падтрымліваецца раўнамернае размеркаванне процілегла зараджаных электрычных зарадаў.

Тэорыя электралітычнай дысацыяцыі працэс адукацыі электралітаў ў водных растворах тлумачыць наступным чынам. З'яўленне свабодных іёнаў сведчыць пра разбурэнне крышталічнай рашоткі рэчывы. Гэты працэс пры растварэнні рэчыва ў вадзе адбываецца пад уплывам ўздзеяння палярных малекул растваральніка (у нашым прыкладзе мы разглядаем ваду). Яны здольныя настолькі знізіць сілу электрастатычнага прыцягнення, што існуе паміж іёнамі, якія знаходзяцца ў вузлах крышталічнай рашоткі, што ў выніку іёны пераходзяць да свабоднага перамяшчэння ў растворы. Пры гэтым свабодныя іёны трапляюць у акружэнне палярных малекул вады. Гэтую абалонку, якая ўтвараецца вакол іх, тэорыя электралітычнай диссоциацииназывает гідратнай.

Але тэорыя электралітычнай дысацыяцыі Арэніусам тлумачыць адукацыю электралітаў не толькі ў растворах. Крышталічную рашотку можна разбурыць і пад уплывам тэмпературы. Награваючы крышталь, мы атрымліваем эфект інтэнсіўнага ваганні іёнаў у вузлах рашоткі, паступова які прыводзіць да разбурэння крышталя і з'яўленню расплаву, цалкам які складаецца з іонаў.

Вяртаючыся да раствораў, варта асобна разгледзець ўласцівасць рэчывы, якое мы называем растваральнікам. Самым яркім прадстаўніком гэтага сямейства з'яўляецца вада. Асноўным прыкметай з'яўляецца наяўнасць дыпольныя малекул, г.зн. калі з аднаго канца малекула зараджана станоўча, а з іншага адмоўна. Малекула вады цалкам задавальняе гэтым патрабаванням, але вада не з'яўляецца адзіным растваральнікам.

Працэс электралітычнай дысацыяцыі могуць выклікаць і неводную палярныя растваральнікі, да прыкладу, вадкі дыяксід серы, вадкі аміяк і інш. Але менавіта вада займае ў гэтым шэрагу асноўнае месца, паколькі яе ўласцівасць аслабляць (раствараць) электрастатычнае прыцягненне і разбураць крышталічныя рашоткі праяўляецца асабліва ярка. Таму, кажучы пра растворах, мы маем на ўвазе менавіта вадкасці на воднай аснове.

Глыбокае вывучэнне уласцівасцяў электралітаў дазволіла перайсці да паняцця іх сілы і ступені дысацыяцыі. Пад ступенню дысацыяцыі электраліта маецца на ўвазе стаўленне ліку продиссоциированных малекул да іх агульнай колькасці. У патэнцыйных электралітаў гэты каэфіцыент знаходзіцца ў межах ад нуля да адзінкі, а ступень дысацыяцыі, роўная нуля, сведчыць аб тым, што мы маем справу з неэлектраліты. На ўзрастанне ступені дысацыяцыі станоўча ўплывае павышэнне тэмпературы раствора.

Сілу электралітаў вызначаюць ступенню дысацыяцыі пры ўмове пастаяннай канцэнтрацыі і тэмпературы. Моцныя электраліты валодаюць ступенню дысацыяцыі, надыходзячай да адзінкі. Гэта добра растваральныя солі, шчолачы, кіслаты.

Тэорыя электралітычнай дысацыяцыі дазволіла даць тлумачэнне шырокаму шэрагу з'яў, якія вывучаюцца ў рамках фізікі, хіміі, фізіялогіі раслін і жывёл, тэарэтычнай электрахіміі.