9. Теорія електролітичної дисоціації

За здатністю проводити електричний струм у водних розчинах речо-вини діляться на електроліти і неелектроліти. Речовини, розчини яких здатні проводити електричний струм, називають електролітами. До елек-тролітів належать розчини кислот, лугів, солей. Солі і луги проводять електричний струм не лише в розчиненому стані, але і в розплавленому. Речовини, розчини яких не проводять електричний струм, називають не-електролітами. До неелектролітів належить багато органічних речовин: спирти, цукор, бензол, деякі органічні кислоти.

Процес розпаду електролітів на іони під дією полярних молекул роз-чинника (або під час розплавлення) називається електролітичною дисо-ціацією.

До 80-х років XIX століття більшість вчених вважали, що іони з’яв-ляються у розчинах електролітів внаслідок проходження крізь них елек-тричного струму. Можливість появи та незалежного існування іонів у розчинах пояснює теорія електролітичної дисоціації, сформульована шведським вченим С. Арреніусом (1887). Суть теорії електролітичної ди-соціації полягає у наступному.

1. Електроліти при розчиненні в розчиннику розпадаються (дисоцію-ють) на позитивні і негативні іони.

2. Під дією електричного струму позитивно заряджені іони рухаються до негативно зарядженого електрода – катода, негативно заряджені – до позитивно зарядженого електрода – анода. Тому перші називають каті-онами, другі – аніонами.

3. Дисоціація – процес зворотний, оскільки одночасно відбувається процес розпаду молекул або кристалів на іони (дисоціація) та зворотний процес сполучення іонів у молекули – асоціація або моляризація іонів.

Тому в рівняннях дисоціації слабких електролітів записують знак обо-ротності. Наприклад, рівняння дисоціації молекули слабкого електроліту КА на катіон К⁺ і аніон А^- має вигляд:

К⁺А^- К⁺ + А^-.

Основні положення теорії електролітичної дисоціації були сформульо-вані в той час, коли ще не існувало теорії будови атома, коли вчені іще не встановили внутрішню будову речовин. Арреніус зміг пояснити багато явищ, пов’язаних із властивостями розчинів електролітів, але не врахову-вав взаємодію між молекулами розчиненої речовини і розчинника. Тому ця теорія не охоплює складних процесів хімізму розчинення, які розгляда-лись у гідратній теорії Д.І. Менделєєва. Ці уявлення стосовно розчинів електролітів були розвинуті І.О. Каблуковим. Він показав, що дисоціація молекул залежить від хімічної природи розчинника і відбувається не са-мовільно, а саме під дією молекул розчинника.

Пояснюючи роль розчинника в процесі іонізації, І.О. Каблуков ско-ристався гідратною теорією Д.І. Менделєєва, що передбачала хімічну взаємодію між розчиненою речовиною і розчинником. При цьому він при-пускав, що гідратації (сольватації) можуть підлягати не лише молекули, але й іони.

Вплив розчинника на процес електролітичної дисоціації можна розгля-нути на прикладі розчину натрій хлориду. Коли кристал солі потрапляє у воду, то розміщені на його поверхні іони притягають до себе полярні мо-лекули води (іон-дипольна взаємодія). До іонів натрію молекули води при-тягаються своїми негативними полюсами, а до хлорид-іонів – позитивни-ми (рис. 40). Якщо іони притягають до себе молекули води, то і молекули води з такою ж самою силою притягають до себе іони. Разом з тим при-тягнуті молекули води зазнають поштовхів з боку інших молекул, що перебувають у русі. Цих поштовхів разом з тепловими коливаннями іонів у

Рис. 40. Схема електролітичної дисоціації