Электрлік диссоциациялау: электрохимияның теориялық негіздері

Электр диссоциациялары біздің өмірімізде үлкен рөл атқарады, бірақ біз әдетте бұл туралы ойламаймыз. Бұл феномен сұйық ортадағы тұздардың, қышқылдардың және негіздердің электрөткізгіштігіне байланысты. Адам денесіндегі сексен пайызы сұйықтықтардан, автомобильдерден, ұялы телефондардан және батареялардан тұратын электрохимиялық жасушалардан тұратын, адам денесіндегі «тірі» электр энергиясымен байланысты алғашқы жүрек ырғақтарынан бізде жақын жерде көрінбейтін электрлік диссоциация бар.

Электролиз әдісімен бокситтің жоғары температураларында еріген танктердегі улы, улы булардың ішінде «қанатты» металл алюминий алынды. Біздің айналамыздағы барлық заттар, хром торларының радиаторларынан құлақшалардағы күмбез сағаттарға дейін, тұздардың ерітінділері мен балқытуларына тап болды, демек, бұл құбылыспен. Электрлік диссоциацияны ғылымның барлық саласы - электрохимия зерттегені таңқаларлық емес.

Ерітілген кезде сұйық-еріткіш молекулалар сольваттарды құрайтын, ерігіш молекулалармен химиялық байланыс жасайды. Диссоциацияның су ерітіндісінде тұздар, қышқылдар мен негіздер ең сезімтал. Осы процестің нәтижесінде еріген заттың молекулалары иондарға ыдырауы мүмкін. Мысалы, су ерітіндісінің әсерінен иондар NaCl кристалындағы иондар Na ⁺ және CI ^- еріткіш ортада жаңа (сулы) бөлшектердің жаңа сапасына ауысады.

Бұл құбылыс еріткіштің әрекеті нәтижесінде ионға еріген заттың толық немесе ішінара еруі процесі болып табылады және «электрлік диссоциация» деп аталады. Бұл процесс электрохимия үшін өте маңызды. Кешенді көпкомпонентті жүйелердің диссоциациялануы кезең-кезеңмен ағынмен сипатталатыны өте маңызды. Бұл құбылыс электролитті заттардың электроэлектролитикалық заттардан айырмашылығы бар ерітіндідегі иондардың санын күрт арттыру арқылы да байқалады.

Электролиз үрдісінде иондардың қозғалуының нақты бағыты бар: оң зарядты (катиондары) бар бөлшектер катодты деп аталатын теріс зарядталған электродқа және анодтың оң иондарына (анионға) қарсы зарядталған электродқа түседі. Катиондар азайып, аниондар тотығады. Демек, диссоциация - бұл кері үрдіс.

Бұл электрохимиялық үрдістің негізгі сипаттамаларының бірі электролиттік диссоциацияның дәрежесі болып табылады, ол гидратизацияланған бөлшектердің санын ерітілген заттың молекулаларының жалпы санына қатынасында көрсетіледі. Бұл мән неғұрлым жоғары болса, электролит күшеюі зат болып табылады. Осы негізде барлық заттар әлсіз, орташа күшіне және күшті электролиттерге бөлінеді.

Диссоциация дәрежесі келесі факторларға байланысты: а) ерігіштіктің табиғаты; B) еріткіштің сипаты, диэлектрлік өткізгіштігі және полярлығы; C) ерітіндінің шоғырлануы (бұл мән неғұрлым төмен болса, диссоциация дәрежесі соғұрлым жоғары болады); D) ерітетін орта температурасы. Мысалы, сірке қышқылының диссоциациясы келесі формула арқылы көрінуі мүмкін:

CH ₃ COOH H ⁺ + CH ₃ COO ^-

Күшті электролит іс жүзінде кері қайтарылмайды, өйткені олардың су ерітіндісінде бастапқы молекулалар мен ылғалданған иондар жоқ. Сондай-ақ, химиялық байланыстардың иондық және ковалентті полярлық түріне ие барлық заттар диссоциацияға ұшырауы мүмкін. Электролиттік диссоциацияның теориясы 1887 жылы көрнекті швед физик және химик Сванте Аррениус тарапынан тұжырымдалған.