Электралітычная дысацыяцыя - як яе зразумець?

Вы ніколі не задумваліся над тым, чаму адны растворы праводзяць электрычнасць, а іншыя - не? Напрыклад, усім вядома, што лепш не прымаць ванну, адначасова укладваючы валасы фенам. Бо вада - нядрэнны правадыр электрычнага току, і калі які працуе фен упадзе ў ваду, то кароткага замыкання не пазбегнуць. На самай справе, вада - не такі ўжо і добры правадыр току. Ёсць растворы, якія праводзяць электрычнасць значна лепш. Такія рэчывы называюць электралітамі. Да іх можна аднесці кіслаты, шчолачы і растваральныя ў вадзе солі.

Электраліты - хто яны?

Узьнікае пытаньне: чаму растворы адных рэчываў прапускаюць электрычнасць, а іншых - не? Уся справа ў зараджаных часціцах - катыёнаў і аніёнаў. Пры растварэнні ў вадзе электраліты распадаюцца на іёны, якія пры дзеянні электрычнага току рухаюцца ў зададзеным кірунку. Станоўча зараджаныя катыёны рухаюцца да адмоўнага полюсу - катода, а адмоўна зараджаныя аніёны рухаюцца да дадатнага канцавосся - анода. Працэс распаду рэчывы на іёны пры расплаўлення або растварэнні ў вадзе носіць гордае назву - электралітычная дысацыяцыя.

Гэты тэрмін увёў у абарачэнне шведскі вучоны С.Аррениус, калі вывучаў ўласцівасці раствораў прапускаць электрычнасць. Для гэтага ён замыкаў электрычны ланцуг праз раствор якога-небудзь рэчывы і сачыў загараецца лямпачка пры гэтым ці не. Калі лямпачка напальвання загараецца - значыць раствор праводзіць электрычнасць, з чаго вынікае выснова, што гэта рэчыва з'яўляецца электралітам. Калі лямпачка застаецца патухлай - то раствор не праводзіць электрычнасць, такім чынам гэта рэчыва - неэлектролит. Да неэлетролитам ставяцца растворы цукру, спірту, глюкозы. А вось расторы паваранай солі, сернай кіслаты і гідраксіду натрыю выдатна праводзяць электрычны ток, такім чынам у іх працякае электралітычная дысацыяцыя.

Як працякае дысацыяцыя?

Пасля тэорыю электралітычнай дысацыяцыі развілі і дапоўнілі рускія навукоўцы І.А. Абцасаў і В.А. Кистяковский, ужыўшы да яе абгрунтаванню хімічную тэорыю раствораў Д.І. Мендзялеева.

Гэтыя навукоўцы высветлілі, што электралітычная дысацыяцыя кіслот, шчолачаў і соляў працякае ў следства гідратацыі электраліта, гэта значыць яго ўзаемадзеяння з малекуламі вады. Іёны, катыёны і аніёны, якія ўтвараюцца ў выніку гэтага працэсу будуць гидратированными, то ёсць звязанымі з малекуламі вады, якія іх атачаюць шчыльным колам. Іх ўласцівасці значна адрозніваюцца ад негидратированных іёнаў.

Такім чынам, у растворы нітрату стронцыю Sr (NO3) 2, а таксама ў растворах гідраксіду цэзія CsOH, працякае электралітычная дысацыяцыя. Прыклады гэтага працэсу можна выказаць наступнымі раўнаннямі рэакцыі :

Sr (NO3) 2 = Sr2 + + 2NO3 -,

г.зн. пры дысацыяцыі адной малекулы нітрату стронцыю утворыцца адзін катыён стронцыю і 2 нітрат-аніёны;

CsOH = Cs + + OH-,

г.зн. пры дысацыяцыі адной малекулы гідраксіду цэзія ўтворыцца адзін катыён цэзія і адзін гідраксід-аніёны.

Электралітычная дысацыяцыя кіслот адбываецца аналагічна. Для йодоводородной кіслаты гэты працэс можна выказаць наступным раўнаннем:

HJ = H + + CJ-,

г.зн. пры дысацыяцыі адной малекулы йодоводородной кіслаты утвараецца адзін катыён вадароду і адзін аніёны ёду.

Механізм дысацыяцыі.

Электралітычная дысацыяцыя рэчываў-электралітаў працякае ў некалькі стадый. Рэчывы, якія маюць іённым тыпам сувязі, такіх як NaCl, NaOH гэты працэс уключае ў сябе тры паслядоўных працэсу:

• спачатку малекулы вады, якія маюць 2 рознаіменных полюса (станоўчы і адмоўны) і ўяўляюць сабой дыполь, арыентуюцца ў іёнаў крышталя. Станоўчым полюсам яны прымацоўваюцца да адмоўнага іёну крышталя, і наадварот, адмоўным полюсам - да дадатнага у іёнаў крышталя;

• затым адбываецца гідратацыя іёнаў крышталя дыполь вады,

• і толькі пасля гэтага гидратированные іёны як бы разыходзяцца ў розныя бакі і пачынаюць рухацца ў растворы або расплаве хаатычна да таго часу, пакуль на іх не падзейнічаюць электрычным полем.

  Рэчывы, якія маюць кавалентнай палярнай сувяззю, такіх як HCl і іншыя кіслоты, працэс дысацыяцыі аналагічны, за выключэннем таго, што на пачатковым этапе адбываецца пераход кавалентнай сувязі ў іённую за кошт дзеяння дыполяў вады. Такія асноўныя моманты тэорыі дысацыяцыі рэчываў.