Teorija elektrolitske disociacije - ena glavnih v kemiji

25. 3. 2019

Ko se raztopi v vodi, se elektrolitske snovi razgradijo v nabite delce - ione. Nasprotno je molarizacija ali asociacija. Nastajanje ionov pojasnjuje teorijo elektrolitske disociacije (Arrhenius, 1887). Na mehanizem razgradnje kemijskih spojin med taljenjem in raztapljanjem vplivajo značilnosti tipov kemijskih vezi, struktura in narava topila.

Elektroliti in neprevodniki

Uničenje poteka v raztopinah in tali kristalne rešetke in molekule - elektrolitska disociacija (ED). Razgradnjo snovi spremlja nastajanje ionov, pojavljanje takih lastnosti kot električna prevodnost. Ni vsaka spojina sposobna disociirati, ampak samo snovi, ki so na začetku sestavljene iz ionov ali zelo polarnih delcev. Prisotnost prostih ionov pojasnjuje lastnost elektrolitov za vodenje toka. Osnova, sol, mnoge anorganske in nekatere organske kisline imajo to sposobnost. Neprevodniki so sestavljeni iz nizko polariziranih ali nepolariziranih molekul. Ne razgradijo se v ione, ker niso elektroliti (veliko organskih spojin). Nosilci naboja so pozitivni in negativni ioni (kationi in anioni).

teorija elektrolitske disociacije

Vloga S. Arrheniusa in drugih kemikov pri proučevanju disociacije

Teorijo elektrolitske disociacije je leta 1887 dokazal švedski znanstvenik S. Arrhenius. Toda prve obsežne študije o lastnostih raztopin je izvedel ruski znanstvenik M. Lomonosov. Prispevala k študiji nabitih delcev, ki so nastali zaradi raztapljanja snovi, T. Grotgus in M. Faraday, R. Lenz. Arrhenius je dokazal, da je veliko anorganskih elektrolitov in nekaj organske spojine. Švedski znanstvenik je razložil električno prevodnost raztopin z razpadom snovi v ione. Teorija Arrheniusove elektrolitske disociacije ni pripisala pomembnosti neposredni udeležbi vodnih molekul v tem procesu. Ruski znanstveniki Mendeleev, Kablukov, Konovalov in drugi so verjeli, da se dogaja solvatacija - interakcija topila in raztopine. Pri vodnih sistemih se uporablja ime "hidracija". To je zapleten fizikalno-kemijski proces, kar dokazuje tvorba hidratov, toplotnih pojavov, razbarvanje snovi in ​​pojav sedimenta.

teorija elektrolitske disociacije arrenija

Glavne določbe teorije elektrolitske disociacije (TED)

Mnogi znanstveniki so delali na pojasnjevanju teorije S. Arrheniusa. Potrebno ga je izboljšati ob upoštevanju sodobnih podatkov o strukturi atoma, kemijski vezi. Oblikovane so glavne določbe TED, ki se razlikujejo od klasičnih tez konca XIX.

  1. Proces taljenja ali raztapljanja spremlja disociacija elektrolita v ione. Torej (na predlog Faradaya) se imenujejo delci z nabojem ("+" ali "-"), ki se v strukturi valentnih lupin razlikujejo od nevtralnih atomov in so stabilni, barvni in brezbarvni. Ioni so lahko preprosti: Na + , Cl-, S 2- , Al 3+ . Obstajajo nabiti delci, ki so sestavljeni iz skupin atomov: CO 2- , NH 4+ . Iz grškega jezika je ime "ion" prevedeno kot "potepanje", kar kaže na naključnost širjenja teh delcev.
  2. Vpliv zunanjega električnega polja povzroči, da se ioni v elektrolitskem prostoru pravilno premikajo. Vsak negativni delec je usmerjen na anodo (pozitivna elektroda). Ioni z znakom "+" se začnejo premikati proti katodi (negativna elektroda).
  3. Hkrati se v raztopinah pojavi razgradnja v ione in kombinacija teh delcev, zato se disociacija nanaša na reverzibilne fizikalno-kemijske procese.

    glavna načela teorije elektrolitske disociacije

Pojavljajoče se pojave je treba upoštevati pri pripravi enačb: uporabite poseben znak reverzibilnega procesa, izračunajte negativne in pozitivne naboje: morajo sovpadati skupaj.

Mehanizem ED ionskih snovi

Sodobna teorija elektrolitske disociacije upošteva strukturo elektrolitskih snovi in ​​topil. Ko se raztopijo, se vezi med nasprotno nabitimi delci v ionskih kristalih uničijo z delovanjem polarnih molekul vode. Dobesedno »potegne« ione iz mase v raztopino. Razpad spremlja nastanek solvatne (v vodi - hidracijske) lupine okoli ionov. Poleg vode imajo ketoni, nižji alkoholi višjo dielektrično konstanto. Med disociacijo natrijev klorid Na + in Cl - ioni registrirajo začetno fazo, ki jo spremlja usmeritev vodnih dipolov glede na površinske ione v kristalu. V zadnji fazi se hidratizirani ioni sproščajo in difundirajo v tekočino.

elektrolitska disociacija

Mehanizem ED spojin s kovalentno močno polarno vezjo

Solventne molekule vplivajo na kristalno strukturo neionskih snovi. Na primer, učinek vodnih dipolov na klorovodikovo kislino vodi v spremembo vrste vezi v kovalentni polarni molekuli do ionske. Snov se disocira, v raztopino vstopijo hidratizirani vodik in klorovi ioni. Ta primer dokazuje pomen procesov, ki se pojavljajo med delci topila in raztopljeno spojino. Prav ta interakcija vodi do nastajanja ionov elektrolitov.

disociacija vodikovega klorida

Teorija elektrolitske disociacije in glavni razredi anorganskih spojin

Glede na glavne določbe TED lahko kislino imenujemo elektrolit, med razpadom katere izmed pozitivnih ionov lahko zaznamo samo proton H + . Disociacijo baze spremljamo z nastankom ali sproščanjem iz kristalne rešetke samo anionov OH in kovinskega kationa. Normalna sol pri raztopitvi daje pozitivni kovinski ion in negativni - ostanek kisline. Za glavno sol je značilna prisotnost dveh vrst anionov: OH skupina in kislinski ostanek. V kislih solih kationov sta prisotna le vodik in kovina.

Elektrolitska trdnost

Za karakterizacijo stanja snovi v raztopini se uporabi fizikalna količina - stopnja disociacije (α). Poiščite njegovo vrednost iz razmerja števila lomljenih molekul in njihovega skupnega števila v raztopini. Globino disociacije določajo različni pogoji. Pomembni dielektrični indikatorji topila, struktura raztopljenih spojin. Običajno se stopnja disociacije zmanjšuje z naraščajočo koncentracijo in narašča z naraščanjem temperature. Pogosto se stopnja disociacije določene snovi izrazi v frakcijah enote.

elektrolita

Razvrstitev elektrolitov

Teorija elektrolitske disociacije ob koncu XIX. Stoletja ni vsebovala določbe o interakciji ionov v raztopini. Učinek vodnih molekul na porazdelitev kationov in anionov se je zdel zanemarljiv. Arrheniusove ideje o močnih in šibkih elektrolitih so bile formalne. Glede na klasične položaje lahko dobimo α = 0,75–0,95 za močne elektrolite. Eksperimenti so dokazali nepovratnost njihove disociacije (α → 1). Topne soli, žveplove in. T klorovodikovo kislino alkalije. Delno disociira žveplo, dušik, fluorovodik, fosforna kislina. Šibki elektroliti so silicijeva, ocetna, hidrosulfična in karbonska kislina, amonijev hidroksid, netopne baze. Voda se imenuje tudi šibki elektroliti. Manjši del molekul H 2 O disociira in joni istočasno molarizirajo.