Теорія  електролітичної  дисоціації

Більшість  хімічних  реакцій,  які  використовуються  у  якісному  аналізі,  протікають  у  водних  розчинах.  Якщо  речовина  розчиняється  у  воді  чи  іншому  розчиннику,  то  утворюється  однорідний  гомогенний  розчин.  Розчини  не  можна  розглядати  як  прості  механічні  суміші.  Процес  розчинення  завжди  супроводжується  виділенням  чи  поглинанням  теплоти.

Водні  розчини  деяких  речовин  є  провідниками  електричного  струму.  Ці  речовини  належать  до  електролітів.  Електролітами  є  кислоти,  солі  та  луги.  Багато  речовин  виявляють  властивості  електролітів  у  розплавленому  стані.  Електрична провідність розчинів і розплавів електролітів зумовлена  наявністю  у  розчині  негативно  та  позитивно  заряджених іонів, які утворюються з молекул або криста­лічних речовин. Уявлення про утворення іонів у розчинах електролітів утвердилося в хімії в першій половині XIX ст. завдяки працям англійського фізика і хіміка М. Фара­дея. Процес розщеплення електролітів на іони у водних розчинах і розплавах називається електролітичною дисо­ціацією.

Розчини деяких речовин у воді не проводять електрич­ний струм. Такі речовини називаються неелектролітами. Неелектролітами є багато органічних сполук, на­приклад сахари, спирти.

Теорія електролітичної дисоціації для водних розчинів була сформульована шведським ученим С. Арреніусом у 1887 р. Розглянемо основні положення цієї теорії.

1.    При розчиненні у воді молекули електролітів дисоціюють (розщеплюються) на позитивно і негативно заря­джені іони. Іони можуть бути утворені з одного атома – прості  іони  ( Na+, Cl- ) і кількох атомів – складні    іони ().

2.    Дисоціація – оборотний  процес. Як правило, він
не відбувається до кінця, а в системі встановлюється ди­намічна рівновага, тобто такий стан, при якому швидкість  дисоціації дорівнює швидкості зворотного процесу - утво­рення   вихідних молекул. Тому у рівняннях дисоціації  замість знака „ дорівнює ” ставлять знак оборотності,
наприклад:

3.    Іони  у  водному  розчині  перебувають  у  хаотичному  безперервному  русі.  Якщо  у  розчин  електроліту  занурити  електроди  і  прикласти  до  них  електричну  напругу,  то  іони  набудуть  направленого  руху:  позитивно  заряджені  іони  переміщуватимуться  у  напрямі  до  катода  ( негативно  зарядженого  електрода ),  а  негативно  заряджені  іони  у  напрямку  анода  ( позитивно  зарядженого  електрода ).  Іони  також  одержали  назви:  позитивні  іони – аніони,  а  негативні – катіони.

Теорія С. Арреніуса не пояснює причин електролітичної дисоціації, вони були встановлені пізніше.

Розглянемо електролітичну дисоціацію речовин з іон­ним і полярним ковалентним зв'язком. Припустимо, що у воду помістили кристали хлориду натрію NаСІ – речо­вини  з іонним зв’язком. Полярні молекули води електростатично притягуються позитивно зарядженими кінцями до негативно заряджених іонів С1- у хлориді натрію, а не­гативно зарядженими кінцями – до позитивно зарядже­них іонів Na+ ( див. рис. 1 ).           

Рис. 1.  Схема  дисоціації  хлориду  натрію  у  водному  розчині 

Внаслідок такої взаємодії іонів з диполями води послаблюється зв’язок  між іонами кри­стала, і вони переходять у розчин у вигляді   гідратованих  іонів. ............