Глава VIII. Теория электролитов.
1. Растворы электролитов.
Многие химические соединения (соли, кислоты и т. д.) в растворенном или расплавленном состоянии способны проводить электрический ток. Такие вещества называются электролитами. Передача электричества в них осуществляется миграцией1 ионов - положительно (катионы) и отрицательно (анионы) заряженных материальных частиц.
Электролиты - проводники второго рода, в отличие от металлов, относящихся к проводникам первого рода, у которых перенос электричества осуществляется миграцией электронов.
При наложении электрического поля в электролите происходит явления электролиза. Электролиз следует понимать как совокупность окислительно - восстановительных реакций на электродах электролитической ячейки (электролизера).
Электрод, на котором осуществляется окислительный процесс, связанный с потерей веществом электронов, называют анодом. А электрод, на котором происходит восстановительный процесс - катодом.
Количественно явление электролиза описывается законами Фарадея.
Первый закон Фарадея. Масса вещества (m), выделившегося при электролизе на катоде, прямо пропорциональна величине электрического заряда (q), прошедшего через электролит:
m = k
q,
(8.1)
где k - электрохимический эквивалент вещества, кг/Кл.
Второй
закон Фарадея.
Электрохимические эквиваленты веществ
(k) прямо пропорциональны их химическим
эквивалентам
:
,
(8.2)
где F - число Фарадея, равное 96500 Кл/моль;
- мольная масса
вещества;
n - заряд иона.
Из объединенного закона электролиза Фарадея:
,
(8.3)
следует, что число
Фарадея численно равно электрическому
заряду, который нужно пропустить через
электролит для выделения на электроде
массы любого вещества, равной в килограммах
отношению
.
2. Теория электролитической диссоциации.
Гипотеза электролитической диссоциации, объясняющая причину образования ионов в растворе электролита была выдвинута Сванте Аррениусом в 1887 г. Разрабатывая гипотезу, С. Аррениус сформулировал два ее постулата.
Первый постулат. В растворах электролитов ионы существуют вне зависимости от наложения или отсутствия электрического поля.
С. Аррениусом вводится представление о частичной диссоциации электролитов:
,
где 
- степень диссоциации электролита,
изменяющаяся в интервале от 0 до 1.
Второй постулат. Растворы электролитов подчиняются законам разбавленных растворов.
По мнению С. Аррениуса соотношения, полученные для разбавленных растворов, выполняются и для растворов электролитов с той лишь разницей, что необходимо учесть увеличение числа растворенных частиц вследствие явления электролитической диссоциации. Это увеличение учитывается введением коэффициента диссоциации (i).
В этой связи
величины
и др. примут более высокие значения, так
как i > 1:
;
;
p’ = icRT.
Величины
и i взаимосвязаны:
i = 1 +
(m
- 1),
где m - число ионов, образующихся при разрушении молекулы.