Elektrische dissociatie: theoretische basis van elektrochemie

Elektrische dissociatie speelt een grote rolin ons leven, hoewel we er meestal niet over nadenken. Met dit verschijnsel is de geleidbaarheid van zouten, zuren en basen in een vloeibaar medium gerelateerd. Sinds de eerste hartritme veroorzaakt door een "live" met elektriciteit in het menselijk lichaam, tachtig procent van die bestaat uit vloeistof, om auto's, mobiele telefoons en de spelers, oplaadbare batterijen die inherent zijn elektrochemische batterijen, - overal om ons onzichtbaar aanwezig elektrische dissociatie.

In de gigantische dampen die giftige dampen afgevenvan gesmolten hoge temperatuur bauxiet elektrolyse methode, "winged" metaal-aluminium wordt geproduceerd. Alle voorwerpen om ons heen, van chroomroosters van radiatoren tot verzilverde oorbellen in de oren, zijn ooit oplossingen of smeltingen van zouten tegengekomen, en dus met dit fenomeen. Waardig elektrische dissociatie wordt bestudeerd door de hele tak van de wetenschap - elektrochemie.

Bij het oplossen van het vloeistof-oplosmiddelmolecuuleen chemische binding aangaan met de moleculen van de opgeloste stof, solvaten vormen. In een waterige oplossing van dissociatie zijn zouten, zuren en basen het meest vatbaar. Als resultaat van dit proces kunnen de moleculen van de opgeloste stof tot ionen vervallen. Bijvoorbeeld onder de invloed van een waterig oplosmiddel, Na-ionen⁺ en CI^-, gelokaliseerd in het ionische NaCl-kristal, gaan over in het oplosmiddelmedium in een al nieuwe kwaliteit van gesolvateerde (gehydrateerde) deeltjes.

Dit fenomeen, dat in essentie een proces isvolledige of gedeeltelijke oplossing van de opgeloste stof in ionen als gevolg van de werking van het oplosmiddel, en wordt "elektrische dissociatie" genoemd. Dit proces is uitermate belangrijk voor elektrochemie. Van groot belang is het feit dat de dissociatie van complexe multicomponent-systemen wordt gekenmerkt door een stapsgewijze stroom. Dit fenomeen wordt ook gekenmerkt door een sterke toename van het aantal ionen in de oplossing, die elektrolytische stoffen onderscheidt van niet-elektrolytische stoffen.

Tijdens de elektrolyse hebben de ionen een helderDe bewegingsrichting: deeltjes met een positieve lading (kationen) - naar een negatief geladen elektrode, de kathode genaamd, en positieve ionen (anionen) naar de anode, een elektrode met de tegenovergestelde lading, waar hun ontlading plaatsvindt. Kationen worden gereduceerd en de anionen worden geoxideerd. Daarom is dissociatie een omkeerbaar proces.

Een van de fundamentele kenmerken hiervanelektrochemische proces is de mate van elektrolytische dissociatie, die wordt uitgedrukt door de verhouding van het aantal gehydrateerde deeltjes tot het totale aantal moleculen van de opgeloste stof. Hoe hoger deze waarde, hoe sterker de elektrolyt de stof is. Op basis hiervan worden alle stoffen verdeeld in zwakke, middelmatige sterkte en sterke elektrolyten.

De mate van dissociatie hangt af van de volgende factoren: a) de aard van de opgeloste stof; b) de aard van het oplosmiddel, de diëlektrische permeabiliteit en polariteit ervan; c) de concentratie van de oplossing (hoe lager deze waarde, des te groter de mate van dissociatie); d) de temperatuur van het oplosmedium. De dissociatie van azijnzuur kan bijvoorbeeld worden uitgedrukt met de volgende formule:

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^-

Sterke elektrolyten dissociëren praktischonomkeerbaar, omdat er in hun waterige oplossing geen originele moleculen en niet-gehydrateerde ionen zijn. Er moet ook aan worden toegevoegd dat alle stoffen met een ionische en een covalente polaire soort chemische bindingen gevoelig zijn voor dissociatie. De theorie van de elektrolytische dissociatie werd geformuleerd door de uitstekende Zweedse fysicus en chemicus Svante Arrhenius in 1887.