Степен дисоцијације, електролити и одредбе теорије електролитичке дисоцијације

Овај чланак је посвећен таквим концептима као што су електролити и степен дисоцијације, као и опис теорије која објашњава механизме провођења електричне струје са растворима различитих супстанци.

Да ли све супстанце воде струју?

Многа једињења, ако су растворена у води или растаљена, имају способност да воде електричну струју. На пример, добро је познато да водени раствор натријум хлорида проводи електрицну бушотину. Слична својства има талину натријум хлорида. Све супстанце које проводе струју у растворима или растопинама су комбиноване под називом електролити. Неелектролити су једињења која немају способност проводити електричну струју у отопинама и топљењу. Друга дефиниција електролита их позиционира као супстанце које се растварају у јоне у растворима или растопи. Али решења многих других једињења, напротив, не могу да воде струју. На пример, шећерни раствор, као и већина органских супстанци. Визуелно видите кретање струје кроз раствор електролита омогућава следеће искуство. То електрични круг спојене су две електроде. Ако се спусте у раствор електролита и затворе круг, сијалица светли. Обрнута слика може се посматрати помоћу раствора неелектролита.

Шта су ове супстанце

Електролити укључују класе супстанци као што су базе, киселине и велика већина соли. Скоро сви су класификовани као неелектролити. органска једињења као и супстанце чији молекули поседују само ковалентне неполарне везе. Електролити се често називају проводницима друге врсте. Зашто? Чињеница је да сами по себи, нису у стању топљења или раствора, ова једињења не могу да делују као проводници електричне струје. Они показују своје особине само у решењима. То је због чињенице да када се растворе, молекуле електролита дезинтегрирају се у ионе који постају носиоци, транспортери електричног набоја. И пошто су у саставу молекула, они губе слична својства. То објашњава зашто дестилована вода не проводи струју.

Јаки електролити

Супстанце као што су електролити су подељене у две велике групе. То су јаки и слаби електролити. Како се те супстанце разликују једна од друге? Снажни електролити се потпуно растварају у ионе када се растворе у води. На пример, исто натријум хлорид. Такве супстанце укључују скоро све соли, базе активних метала - алкалне и алкалне земље, које се налазе у прве две групе периодичног система ДИ Менделеев, на пример, калијум, натријум, магнезијум и већина неорганских киселина. На пример, јаки електролити су сумпорна, азотна, хлороводонична, бромоводонична и многе друге киселине.

Слаб електролити

Што се тиче једињења која се само делимично разлажу у јоне у воденом раствору, називају се слаби електролити. Важно је напоменути да је велика већина органских киселина (сирћетна, лимунска, млечна, оксална и др.), Мала количина неорганских киселина (угљеничне, азотне, силицијумске и друге), базе свих метала, осим алкалних и земноалкалних киселина, сматрају се таквим супстанцама. Вода припада и слабим електролитима. Концентрација јона за таква једињења је веома мала.

Теорија електролитичке дисоцијације

Карактеристике горе описаних супстанци су давно приметиле хемичари и физичари. Шведски научник Сванте Аугуст Аррхениус развио је теорију електролитичке дисоцијације како би објаснио понашање електролита у воденим отопинама како би описао механизам отапања. Почео је добро, а његови сљедбеници су даље сажимали и допуњавали ову теорију, која није изгубила правду у садашњости. У растворима, молекуле електролита дезинтегрирају се у честице са позитивним или негативним набојем. Овај процес се зове научник електролитичка дисоцијација. У срцу учења Аррениуса су три одредбе. Размотрите сваку од њих.

Положај један

Електролити у процесу растварања или топљења разлажу се на негативне и позитивно набијене честице - ионе. Они могу бити једноставни и сложени. Примери једноставних јона су К ⁺ , Мг2 ⁺ , На ⁺ . Комплекс се може приписати СО ₄ ^2- , НО ₃ ^- и другима.

Друга позиција

Утицај електричне струје води до чињенице да се јони почињу кретати у одређеном правцу. Са таквим покретом, негативно набијене честице крећу се према аноди, а позитивно набијене честице се крећу ка катоди. У том смислу, први је добио име аниона, а други катиони. Зашто се креће правац кретања јона? То је због чињенице да супротно набијене електроде привлаче одговарајуће честице на себе.

Позиција три

Дисоцијација је реверзибилан процес, будући да истовремено са разградњом неких молекула у јоне настаје и други због комбинације јона (тзв. Асоцијација). Овај процес је веома динамичан, а распад неких молекула константно се замењује комбинацијом других. Теорија коју је установио С. Аррхениус постала је једна од најважнијих теорија модерне неорганске хемије.

Механизам дисоцијације

Ионска веза је одлучујућа у способности супстанце да се дисоцира у јоне у воденом раствору. Једињења са овом врстом везе у својим молекулима се разбијају брже и лакше од других супстанци. Сваки молекул воде има два супротно набијена пола или дипола. С једне стране - кисеоник, ас друге - водоник. Због ове расподеле набоја у молекулу воде долази до разлагања у јоне растворених једињења, који су електролити. Иони који сачињавају молекуле таквих електролита, када су дисоцирани, привучени су диполима воде, који окружују сваки ион, као што је и био, раздвајајући га. Такав механизам се заснива на узајамним привлачним силама супротних набоја. Јони окружени молекулима воде називају се хидрирани. По истом принципу долази до дисоцијације супстанци које имају поларне ковалентне везе у њиховим молекулама. Али ако се ионске супстанце потпуно распадају, онда међу поларним електролитима има много оних који се делимично дисоцирају.

Степен дисоцијације

Дакле, електролити су супстанце чији су атоми у молекулима везани или ионском или ковалентном поларном везом. Главне групе таквих једињења су киселине, соли и базе. Киселине се дисоцирају са формирањем јона водоника и киселинског остатка, база - јони метала и хидроксилне групе, јони соли - метали и киселински остаци. Према трећем положају електролитичке дисоцијације, распад електролита у јоне је реверзибилан процес. То значи да у раствору постоје и појединачни јони и цели молекули. Ово је омогућило научницима да уведу такву вредност као степен дисоцијације. То је однос броја молекула н подељених на ионе на укупан број молекула електролита Н. Степен дисоцијације има своју ознаку - α. Све ово се може изразити формулом α = н / Н. Што се више молекула разлаже на ионе, већи је степен дисоцијације. И шта ће се догодити ако се сви молекули електролита разбију у јоне? У таквим случајевима, степен дисоцијације ће бити једнак једном, и то је највећа вриједност коју може узети. То је по правилу карактеристично за јаке електролите, који се потпуно разлажу у ионе у воденом раствору. Поред учешћа, јединице константе и степен дисоцијације могу се изразити као проценат. Овај број не зависи само од природе електролита, већ и од услова као што су температура раствора и његова концентрација. Константа дисоцијације је однос концентрација јона електролита у раствору и концентрацији целих молекула. Поред тога, за растворе јаких електролита уведена је таква ствар као што је видљиви степен дисоцијације. Чињеница је да отопине ​​јаких електролита немају молекуле који се не растварају у наелектрисане честице, а такво рјешење има посебну ионску структуру, која донекле мијења његова својства. Према томе, уобичајени степен дисоцијације није примјењив на њега. Привидни степен дисоцијације може се схватити као услован, јер је немогуће одустати од ове вредности за растворе јаких електролита, али у исто време њена вредност готово увек остаје иста, не одступајући од јединства.