Теория электролитической диссоциации.

Для объяснения электропроводности растворов и расплавов солей, кислот и оснований шведский учёный Сванте Август Аррениус создал в 1887 году теорию электролитической диссоциации.

Основные положения теории электролитической диссоциации веществ (ТЭД):

1. Молекулы электролитов при растворении или расплавлении распадаются на ионы.

● Процесс распада молекул электролитов на ионы в растворе или в расплаве называется электролитической диссоциацией.

Ионы – это атомы или группы атомов, имеющие положительный или отрицательный заряд.

Схема 1

2. В растворе или расплаве электролитов ионы движутся хаотически. При пропускании через раствор или расплав электрического тока положительно заряженные ионы движутся к отрицательно заряженному электроду (катоду), а отрицательно заряженные ионы движутся к положительно заряженному электроду (аноду). Поэтому положительные ионы называются катионами, отрицательные ионы – анионами.

Анод (+) Катод (-)

Рис 4 Хаотическое движение Рис 5 Направленное движение ионов

ионов при пропускании электрического тока

3. Диссоциация – процесс обратимый. Это значит, что одновременно идут два противоположных процесса: распад молекул на ионы (диссоциация) и соединение ионов в молекулы (ассоциация). Диссоциацию молекул электролитов выражают уравнениями, в которых вместо стрелки или знака равенства ставят знак обратимости . В левой части уравнения записывают формулу молекулы электролита, в правой – формулы ионов, которые образуются в процессе электролитической диссоциации. Например:

NaNO₃ Na⁺ + NO₃^-

Каждая молекула нитрата натрия диссоциирует на катион натрия и нитрат-анион. Следовательно, при диссоциации одной молекулы нитрата натрия образуется два иона.

Общая сумма зарядов катионов равна общей сумме зарядов анионов и противоположна по знаку, так как растворы электролитов электронейтральны.

Свойства ионов

Ионы по своим физическим, химическим и физиологическим свойствам отличаются от нейтральных атомов, из которых они образовались. Различные свойства атомов и ионов одного и того же элемента объясняется разным электронным строением этих частиц. Химические свойства свободных атомов металлов определяются валентными электронами, которые атомы металлов легко отдают и переходят в положительно заряженные ионы (катионы). Атомы неметаллов легко присоединяют электроны и переходят в отрицательно заряженные ионы (анионы). Ионы находятся в более устойчивых электронных состояниях, чем атомы.

Таблица 1

Сравнительная характеристика нейтральных атомов и ионов

Критерии сравнения	Натрий Na	Катион натрия Na+	Хлор Cl2	Ион хлора Cl-
Электронная формула	1s22s22p63s1	1s22s22p6	1s22s22p63s23p5	1s22s22p63s23p6
Цвет	Серебристо-белый	Бесцветный	Жёлто-зелёный	Бесцветный
Запах, опасность	Без запаха, вызывает ожоги	Без запаха, безопасен	Резкий запах, ядовит	Без запаха, не ядовит
Взаимодействие с водой	2Na + 2H2O → 2NaOH + H2	Не реагирует	Cl2 + H2O → HClO + HCl	Не реагирует

Ионы имеют различную окраску. Гидратированные и негидратированные ионы s- и p-элементов обычно бесцветны. Например, бесцветны ионы Н⁺, К⁺, Ва²⁺, Аl³⁺ и другие. Ионы некоторых d-элементов имеют окраску, причём окраска гидратированных и негидратированных ионов одного и того же d-элемента может быть различной. Например, негидратированные ионы меди Cu²⁺ - бесцветные, а гидратированные ионы меди – синего цвета¹.

В дальнейшем основные положения теории электролитической диссоциации были развиты в трудах русских химиков И.А.Каблукова и В.А.Кистяковского.

Лекция 3