Теория электролитической диссоциации

Автор: | Декабрь 22, 2010

Водные растворы солей, кислот и оснований обладают рядом особенностей по сравнению с растворами других веществ. Шведский ученый Ованте Аррениус в 1887 г. предложил теорию ионизации, согласно которой при ‘растворении .кислот, оснований и солей в воде (происходит расщепление молекул на ионы. Сущность теории Аррениус а сводится к следующему..

1. При растворении основания, кислоты или соли в воде их молекулы диссоциируют на меньшие частицы,
несущие электрические заряды и называемые ионами.

Например, з водном растворе соляная кислота распадается на ионы:

НСl<=> Н+ + Сl-.

2. Если поместить в раствор кислоты, основания или соли два полюса источника тока, то к положительно заpяженному полюсу — аноду — будут «притягиваться
ионы, несущие отрицательный заряд, поэтому отрицательно заряженные ионы были названы анионами.

В свою очередь к отрицательному полюсу — катоду —притягиваются ионы, несущие положительный заряд;
они получили название катионов.

электролитическая диссоциация

Было установлено, что ионы металлов и водорода являются катионами, а ионы кислотного остатка и гид-рокеил-ионы — анионами. Число положительных и отрицательных зарядов иона обусловливается его валентностью.

Например, соль K2SO4 распадается на два однозарядных иона К+ (калий одновалентен) и SO4″ (кислотный остаток SO4 двухвалентен). Ca(N03)2 образует два иона NO3 и ион Са2+.
3. Сумма положительных зарядов всех ионов равна сумме отрицательных зарядов, и весь раствор в целомявляется электронейтральным. Например, при диссоциации молекулы K2SO4
K2S04 -> 2К+ + SO42-
положительных зарядов 1-2 = 2, а отрицательных зарядов— 2; при диссоциации молекулы Са(NOз)2
Ca(N02)2 -> Са2+ + 2NO3
положительных зарядов 2, отрицательных зарядов 1-2 = 2.

4. Диссоциация — обратимый процесс. Параллельно с распадом молекул на ионы (диссоциацией) идет процесс соединения ионов в молекулы — моляризация.
Вещества, проводящие в водном растворе электрический то!к,— соли, основания и кислоты, называются электролитами. Теория ионизации этих веществ называется теорией электролитической диссоциации. Однако Арре-ниус не учитывал взаимодействия растворенного вещества с водой. Он рассматривал ионы как частицы, не зависящие от (молекул воды. В своей теории растворов Д. И. Менделеев указывал на взаимодействие растворенного вещества с растворителем. И. А. Каблуков высказалмнение, что в водных растворах содержатся не свободные, а гидратированные ионы.

Гидратация и является основной причиной ионизации молекул. Эта трактовка механизма ионизации растворенных веществ, объединившая теории Аррениуса и Менделеева, является в настоящее время общепринятой.
Процесс диссоциации электролита на ионы зависит от его структуры в безводном состоянии. Если растворяются кристаллы соли с ионной структурой, полярные молекулы воды (диполи) ориентируются около каждого из ионов. Между ионами и диполями воды возникают силы взаимного притяжения, в результате чего происходит диссоциация ((рис. 2).

Если растворяются молекулы полярные (например, молекулы хлористого водорода), то диполи воды, притянувшиеся к концам полярной молекулы, как бы растягивают молекулу, вызывая затем ее распад на ионы (рис. 3). Ив первом и во втором случае образуются гидратированные ионы. Особенно прочно связанным с молекулой воды оказывается ион Н+ (т. е. протон), образуя та(к называемый ион гидроксония Н30+. В растворах нет иона Н+, а есть ион Н30+ однако для простоты мы условно обозначаем его Н+.