Teorija elektrolitske disociacije. Preprosta razlaga kompleksnih procesov

Z izrazom "elektrolitska disociacija" znanstveniki delajo od poznega devetnajstega stoletja. Njegov pojav je posledica švedskega kemika Arrheniusa. Delo na problemu elektrolitov v letih 1884-1887 je predstavil, da bi opisal pojav ionizacije v raztopinah in pri nastanku talitev. Mehanizem tega pojava se je odločil razložiti razgradnjo molekul v ione, elemente, ki imajo pozitivno ali negativno energijo.

Teorija elektrolitska disociacija pojasnjuje električno prevodnost nekaterih rešitev. Na primer, za kalijev klorid KCl je značilna razgradnja molekule te soli v kalijev ion, ki ima polnitev s znakom plus (kation) in kloridnim ionom, polnilo z znakom minus (anion). Klorovodikova kislina HCl se razgradi v kation (vodikov ion) in anion (klorinski ion), raztopina kavstična soda NaHO vodi do nastanka natrijevih ionov in anionov v obliki hidroksidnega iona. Osnovne teze teorije elektrolitske disociacije opisujejo vedenje ionov v raztopinah. V skladu s to teorijo se popolnoma premikajo znotraj raztopine in celo v majhni kapljici raztopine vzdržuje enakomerna porazdelitev nasprotno napolnjenih električnih nabojev.

Teorija elektrolitske disociacije proces nastajanja elektrolitov v vodnih raztopinah pojasnjuje na naslednji način. Pojav prostih ioni kaže uničenje kristalne rešetke snovi. Ta proces, ko se snov raztopi v vodi, se nahaja pod vplivom polarnih molekul topila (v našem primeru menimo, da je voda). Tako lahko zmanjšajo silo elektrostatične privlačnosti, ki obstaja med ioni v rešetnih mestih, zaradi česar se ionov premikajo v prosti pretok v raztopini. V tem primeru prosti ioni spadajo v polarno okolje molekule vode. Ta lupina, ki je nastala okoli njih, teorija elektrolitske disociacije zahteva hidratacijo.

Toda teorija elektrolitske disociacije Arrenius pojasnjuje nastanek elektrolitov ne samo v raztopinah. Kristalno rešetko lahko uničimo tudi pod vplivom temperature. Ogrevanje kristala, dobimo učinek intenzivnega nihanja ionov na rešetnih mestih, ki postopoma vodijo do uničenja kristala in videza taline, ki je v celoti sestavljena iz ionov.

Če se vrnemo k rešitvam, moramo posebej upoštevati lastnost snovi, ki jo imenujemo topilo. Najsvetlejši predstavnik te družine je voda. Glavna značilnost je prisotnost dipolnih molekul, t.j. ko je z enega konca molekula pozitivno napolnjena, in od druge je negativna. Molekula vode v celoti izpolnjuje te zahteve, vendar voda ni edino topilo.

Postopek elektrolitske disociacije lahko povzročijo tudi ne-vodna polarna topila, na primer tekoča žveplov dioksid, tekoči amoniak itd. Toda voda je v tem nizu glavno mesto, saj je njegova lastnost oslabitve (raztapljanja) elektrostatične privlačnosti in uničenja kristalnih rešetk še posebej izrazita. Zato govorimo o rešitvah, mislimo na tekočine na vodni osnovi.

Globinska študija lastnosti elektrolitov je omogočila, da nadaljuje po konceptu njihove moči in stopnje disociacije. Z stopnja disociacije Elektrolit je razmerje med številom disociiranih molekul in njihovim celotnim številom. Pri potencialnih elektrolitih je ta koeficient v razponu od nič do enote in stopnja disociacije, enaka nič, kaže, da se ukvarjamo z ne-elektroliti. Na povečanje stopnje disociacije pozitivno vpliva povečanje temperature raztopine.

Jakost elektrolitov se določi s stopnjo disociacije pod pogoji konstantne koncentracije in temperature. Močni elektroliti imajo stopnjo disociacije, ki se približuje enotnosti. To so dobro topne soli, alkalije, kisline.

Teorija elektrolitske disociacije je omogočila razložiti širok spekter pojavov, ki jih proučujemo v okviru fizike, kemije, fiziologije rastlin in živali ter teoretične elektrokemije.