Электрычная дысацыяцыя: тэарэтычныя асновы электрахіміі

Электрычная дысацыяцыя адыгрывае вялікую ролю ў нашым жыцці, хоць мы звычайна не задумваемся пра гэта. Менавіта з гэтай з'явай звязаная электраправоднасць соляў, кіслот і падстаў ў вадкай асяроддзі. З першых сардэчных рытмаў, абумоўленых «жывым» электрычнасцю ў чалавечым целе, на восемдзесят працэнтаў складаецца з вадкасцяў, да аўтамабіляў, мабільных тэлефонаў і плэераў, акумулятарныя батарэі якіх па сваёй сутнасці з'яўляюцца электрахімічнымі элементамі харчавання, - усюды побач з намі нябачна прысутнічае электрычная дысацыяцыя.

У гіганцкіх, струменіць атрутныя выпарэнні чанах з расплаўленага пры высокіх тэмпературах баксітаў электролизным метадам атрымліваюць «крылаты» метал - алюміній. Ўсе прадметы вакол нас, ад храмаваных рашотак радыятараў да пасярэбраных сережек ў вушах, калі-небудзь сутыкаліся з растворамі або расплавамі соляў, а значыць, і з гэтай з'явай. Нездарма электрычная дысацыяцыя вывучаецца цэлай галіной навукі - электрахіміі.

Пры растварэнні малекулы вадкасці-растваральніка ўступаюць у хімічную сувязь з малекуламі рэчыва, якое раствараецца, утвараючы сольваты. У водным растворы дысацыяцыі найбольш схільныя солі, кіслоты і падставы. У выніку гэтага працэсу малекулы растворанага рэчыва могуць распадацца на іёны. Да прыкладу, пад уздзеяннем воднага растваральніка іёны Na ⁺ і CI ^-, якія знаходзяцца ў іённым крышталі NaCI, пераходзяць у сераду растваральніка ва ўжо новай якасці сольватированных (гидратированных) часціц.

Гэта з'ява, якое прадстаўляе па сваёй сутнасці працэс поўнага або частковага распаду растворанай субстанцыі на іёны ў выніку ўздзеяння растваральніка, і носіць назву «электрычная дысацыяцыя». Дадзены працэс надзвычай важны для электрахіміі. Вялікае значэнне мае і тое, што дысацыяцыя складаных шматкампанентных сістэм характарызуецца ступеністым праходжаннем. Пры гэтай з'яве адзначаецца таксама рэзкае павелічэнне колькасці іёнаў у растворы, што адрознівае электралітычныя рэчывы ад неэлектролитических.

У працэсе электролізу іёны маюць дакладнае кірунак руху: часціцы з станоўчым зарадам (катыёны) - да адмоўна зараджаным электрода, званаму катодам, а станоўчыя іёны (аніёны) - да анода, электроду з процілеглым зарадам, дзе адбываецца іх разрадка. Катыёны аднаўляюцца, а аніёны акісляюцца. Таму дысацыяцыя з'яўляецца зварачальным працэсам.

Адной з асноватворных характарыстык гэтага электрахімічнага працэсу служыць ступень электралітычнай дысацыяцыі, якая выяўляецца стаўленнем ліку гидратированных часціц да агульнай колькасці малекул растворанай субстанцыі. Чым вышэй гэты паказчык, тым мацнейшым электралітам з'яўляецца дадзеная субстанцыя. Па гэтай прыкмеце ўсе рэчывы падзяляюцца на слабыя, сярэдняй сілы і моцныя электраліты.

Ступень дысацыяцыі залежыць ад наступных фактараў: а) характару растворанага рэчыва; б) прыроды растваральніка, яго дыэлектрычнай пранікальнасці і палярнасці; в) канцэнтрацыі раствора (чым менш гэты паказчык, тым больш ступень дысацыяцыі); г) тэмпературы раствараць асяроддзя. Напрыклад, дысацыяцыя воцатнай кіслаты можа быць выказана наступнай формулай:

СН ₃ СООН Н ⁺ + СН ₃ СОО ^-

Моцныя электраліты дысацыюе практычна незваротна, бо ў іх водным растворы не застаецца зыходных малекул і негидратированных іёнаў. Таксама варта дадаць, што працэсу дысацыяцыі схільныя ўсе рэчывы, якія маюць іённы і кавалентная палярны тып хімічных сувязяў. Тэорыю электралітычнай дысацыяцыі сфармуляваў выбітны шведскі фізік і хімік Свантэ Арэніусам ў 1887 годзе.