Sähköinen dissosiaatio: sähkökemian teoreettiset perusteet

Sähköinen dissosiaatio: sähkökemian teoreettiset perusteet
Sähköinen dissosiaatio: sähkökemian teoreettiset perusteet

Video: Sähköinen dissosiaatio: sähkökemian teoreettiset perusteet

Video: Sähköinen dissosiaatio: sähkökemian teoreettiset perusteet
Video: ИнгоссТРАХ продают фейковые полюса ОСАГО на официальном сайте 2024, Heinäkuu
Anonim

Sähköisellä dissosiaatiolla on v altava rooli elämässämme, vaikka emme yleensä ajattele sitä. Juuri tähän ilmiöön liittyy suolojen, happojen ja emästen sähkönjohtavuus nestemäisessä väliaineessa. Ensimmäisistä sydämenlyönneistä, jotka johtuvat ihmiskehossa "elävästä" sähköstä, joka on kahdeksankymmentä prosenttia nestemäistä, autoihin, matkapuhelimiin ja soittimiin, joiden akut ovat pääosin sähkökemiallisia akkuja, sähköinen dissosiaatio on näkymättömästi läsnä kaikkialla lähellämme.

sähköinen dissosiaatio
sähköinen dissosiaatio

Jättiläisissä altaissa, joissa korkeassa lämpötilassa sulatusta bauksiitista vapautuu myrkyllisiä höyryjä, "siivekäs" metalli - alumiini saadaan elektrolyysillä. Kaikki ympärillämme, kromatuista jäähdyttimen säleikköistä hopeoituihin korvakoruihin korvissamme, kerrantai kohdata liuoksia tai sulaneita suoloja, ja siten tämän ilmiön kanssa. Ei ole turhaa, että sähköistä dissosiaatiota tutkii koko tieteenala - sähkökemia.

Liuotettuaan liuotinnesteen molekyylit muodostavat kemiallisen sidoksen liuenneen aineen molekyylien kanssa muodostaen solvaatteja. Vesiliuoksessa suolat, hapot ja emäkset ovat herkimpiä dissosiaatiolle. Tämän prosessin seurauksena liuenneet molekyylit voivat hajota ioneiksi. Esimerkiksi vesipitoisen liuottimen vaikutuksesta NaCl-ionikiteessä olevat Na+ ja CI- ionit siirtyvät liuotinväliaineeseen solvatoituneiden (hydratoituneiden) hiukkasten uusi laatu.

Elektrolyyttisen dissosiaation aste
Elektrolyyttisen dissosiaation aste

Tätä ilmiötä, joka on olennaisesti liuenneen aineen täydellinen tai osittainen hajoaminen ioneiksi liuottimen toiminnan seurauksena, kutsutaan "sähköiseksi dissosiaatioksi". Tämä prosessi on erittäin tärkeä sähkökemian kann alta. Erittäin tärkeää on se, että monimutkaisten monikomponenttijärjestelmien dissosiaatiolle on ominaista vaiheittainen virtaus. Tämän ilmiön myötä myös ionien määrä liuoksessa kasvaa jyrkästi, mikä erottaa elektrolyyttiset aineet ei-elektrolyyttisistä.

Elektrolyysiprosessissa ioneilla on selkeä liikesuunta: positiivisen varauksen omaavat hiukkaset (kationit) - negatiivisesti varautuneelle elektrodille, jota kutsutaan katodiksi, ja positiiviset ionit (anionit) - anodille, elektrodit vastakkaisella varauksella, missä ne purkautuvat. Kationit pelkistyvät ja anionit hapettuvat. Siksi dissosiaatio on palautuva prosessi.

Etikkahapon dissosiaatio
Etikkahapon dissosiaatio

Yksi tämän sähkökemiallisen prosessin perusominaisuuksista on elektrolyyttisen dissosiaation aste, joka ilmaistaan hydratoituneiden hiukkasten lukumäärän suhteena liuenneen aineen molekyylien kokonaismäärään. Mitä korkeampi tämä indikaattori, sitä vahvempi elektrolyytti tämä aine on. Tämän perusteella kaikki aineet jaetaan heikkoihin, keskivahvaisiin ja vahvoihin elektrolyytteihin.

Dissosiaatioaste riippuu seuraavista tekijöistä: a) liuenneen aineen luonne; b) liuottimen luonne, sen dielektrisyysvakio ja napaisuus; c) liuoksen pitoisuus (mitä pienempi tämä indikaattori, sitä suurempi dissosiaatioaste); d) liukenevan väliaineen lämpötila. Esimerkiksi etikkahapon dissosiaatio voidaan ilmaista seuraavalla kaavalla:

CH3COOH H+ + CH3COO-

Vahvat elektrolyytit hajoavat lähes peruuttamattomasti, koska niiden vesiliuos ei sisällä alkuperäisiä molekyylejä ja hydratoitumattomia ioneja. On myös lisättävä, että kaikki aineet, joissa on ionisia ja kovalenttisia polaarisia kemiallisia sidoksia, ovat dissosiaatioprosessin kohteena. Elektrolyyttisen dissosiaation teorian muotoili erinomainen ruotsalainen fyysikko ja kemisti Svante Arrhenius vuonna 1887.

Suositeltava: