Reklama

Электролитическая диссоциация

Рассмотрим прохождение электрического тока через растворы кислот, солей и щелочей.

Чистая дистиллированная вода — практически диэлектрик. Это можно показать с помощью следующего опыта: если последовательно с лампой накаливания соединить ванну с дистиллированной водой, в которую опущены металлические пластины, и включить лампу и ванну в сеть, то лампа не горит. Оказывается, раствор сахара в воде тоже не проводит тока. Если же с помощью пипетки ввести в ванну с водой несколько капель кислоты, то лампа ярко загорается. Значит, раствор кислоты в воде — хороший проводник тока. Рассмотрим причины этих явлений.

Молекулы воды являются природными диполями. Допустим, что вводе находится молекула соляной кислоты НС1. Эта молекула состоит из иона Н+ и иона Сl, которые удерживаются кулоновской силой притяжения. Вспомним, что вода сильно ослабляет электрическое взаимодействие зарядов (примерно в 80 раз), а хаотически движущиеся молекулы воды ударяют со всех сторон молекулу соляной кислоты; в результате этого молекула НСl распадается на ионы. Можно сказать, что диполи воды окружают молекулу кислоты и как бы растаскивают ее на ионы (рис. 19.1). Заметим, что находящиеся в воде разноименно заряженные ионы притягиваются и при встрече могут снова образовать молекулы. Поэтому, когда кислота попадает в воду, там идет не только процесс распада молекул на ионы, но и обратный процесс образования нейтральных молекул из ионов:

IMG_20141027_0011_cr

(стрелки показывают, что процесс протекает в обоих направлениях).

Распад молекул на ионы под действием растворителя называют электролитической диссоциацией. Число, показывающее, какую часть всех молекул растворенного вещества составляют молекулы, распавшиеся на ионы, называется степенью диссоциации.

IMG_20141027_00111_cr

Итак, подвижными носителями зарядов в растворах являются только ионы. При диссоциации ионы водорода и всех металлов оказываются заряженными положительно. Ионы в растворе часто представляют собой группу из нескольких атомов.

Заметим еще, что диссоциацию молекул на ионы может вызвать не только растворитель. Например, при сильном нагревании вещества его молекулы, состоящие из ионов, могут диссоциировать на отдельные ионы. Поэтому расплавы солей тоже являются проводниками электрического тока.

Таким образом, согласно теории электролитической диссоциации, в растворах солей, кислот и щелочей всегда имеются свободные ионы, так как они появляются в момент растворения вещества в воде или в другом растворителе.

Reklama