25. Растворы электролитов. Отклонения от законов Рауля и Вант-Гоффа для растворов электролитов.

Электролиты - это вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток (кислоты, соли, щёлочи). Эти растворы сильно отклоняются от всех рассмотренных законов. Для них осмотическое давление, понижение давления пара, изменения температур кипения и замерзания всегда больше, чем это отвечает концентрации раствора. Например, понижение температуры замерзания раствора, содержащего 1г NaCl в 100 г воды, почти вдвое превышает изменение температуры замерзания, вычисленное по законам Рауля. Во столько же раз и осмотическое давление этого раствора больше теоретической величины. Чтобы распространить уравнение осмотического давления на растворы электролитов, Вант-Гофф ввёл в него поправочный коэффициент i (изотонический коэффициент), показывающий, во сколько раз осмотическое давление данного раствора больше "нормального": . Коэффициент i определяется для каждого раствора экспериментальным путём - например по понижению давления пара, или по понижению температуры замерзания, или по повышению температуры кипения:

Способность электролитов в растворах проводить электрический ток и их отклонения от законов Рауля и Вант-Гоффа объясняет теория электролитической диссоциации Аррениуса.

26. Электролитическая диссоциация, ее причины, ход диссоциации от характера химических связей в молекуле.

Способность электролитов в растворах проводить электрический ток и их отклонения от законов Рауля и Вант-Гоффа объясняет теория электролитической диссоциации Аррениуса.

1. В растворах молекулы электролитов диссоциируют на положительно и отрицательно заряженные ионы. Раствор в целом электронейтрален. Благодаря наличию электрически заряженных частиц, через раствор электролитов проходит электрический ток.

2. Свойства ионов отличаются от свойств нейтральных атомов.

3. Ионы движутся беспорядочно, но при пропускании электрического тока приходят в направленное движение. Положительно заряженные ионы движутся к катоду и называются катионами (металлы и водород); отрицательно заряженные ионы движутся к аноду и называются анионами (кислотные остатки и гидроксид ионы).

4. Объясняет отклонения растворов электролитов от законов Рауля и Вант-Гоффа. Это связано со способностью молекул элекиролита диссоциировать на ионы. Понижение температуры кристаллизации и повышении температуры кипения зависит исклюсительно от числа растворённых частиц.

Однако теория Аррениуса не учитывала всей сложности явлений в растворах. В частности, она рассматривала ионы как свободные, независимые от молекул растворителя частицы. Этой теории противостояла химическая теория растворов Менделеева, в основе которой лежало представление о взаимодействии растворённого вещества с растворителем. В преодалении кажущегося противоречия обеих теорий большая заслуга принадлежит русскому учёному Каблукому, впервые высказавшему предположение о гидратации ионов. Развитие это идеи привело в дальнейшем к объединению этих теорий.

В зависимости от структуры растворяющегося вещества в безводном состоянии его диссоциация протекает по-разному. Наиболее типичны при этом два случая. Один из них это диссоциация растворяющихся солей, т.е. кристаллов с ионной связью в молекуле, второй - диссоциация при растворении кислот, т.е. веществ, состоящих из полярных молекул с ковалентной связью.

Когда кристалл соли попадает в воду происходит постепенное его растворение. Слой за слоем полярные молекулы воды, находящиеся в движении в результате соударений отделяют ионы от кристалл и переводят их в раствор. Иначе протекает диссоциация полярных молекул. Молекулы воды вызывают расхождение полюсов притянутой молекулы - поляризуют её. Такая поляризация в комбинации с колебательным тепловым движением атомов, а также с непрерывным тепловым движением окружающихеё молекул приводит к распаду полярной молекулы на ионы и они гидратируются. При этом ион водорода Н+ прочно связывается с молекулой воды и образует ион гидроксония Н₃О+.

Диссоциации веществ как ионного, так и молекулярного строения способствует полярность молекул растворителя. Поэтому кроме воды, многие жидкости, состоящие из полярных молекул, являются ионизирующими растворителями.