Elektrisk dissosiasjon: det teoretiske grunnlaget for elektrokjemi

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Elektrisk dissosiasjon spiller en stor rolle i livene våre, selv om vi vanligvis ikke tenker på det. Det er med dette fenomenet at den elektriske ledningsevnen til s alter, syrer og baser i et flytende medium er forbundet. Fra de første hjerteslagene forårsaket av "levende" elektrisitet i menneskekroppen, som er åtti prosent flytende, til biler, mobiltelefoner og spillere, hvor batteriene i hovedsak er elektrokjemiske batterier, er elektrisk dissosiasjon usynlig tilstede over alt i nærheten av oss.

I gigantiske kar som avgir giftige gasser fra bauxitt smeltet ved høye temperaturer, oppnås det "vingede" metallet - aluminium ved elektrolyse. Alt rundt oss, fra krom radiatorgitter til sølvbelagte øredobber i ørene våre, én gangeller står overfor løsninger eller smeltede s alter, og dermed med dette fenomenet. Det er ikke for ingenting at elektrisk dissosiasjon studeres av en hel gren av vitenskapen - elektrokjemi.

Når de er oppløst, inngår molekylene i løsemiddelvæsken i en kjemisk binding med molekylene til det oppløste stoffet, og danner solvater. I en vandig løsning er s alter, syrer og baser mest utsatt for dissosiasjon. Som et resultat av denne prosessen kan de oppløste molekylene brytes ned til ioner. For eksempel, under påvirkning av et vandig løsningsmiddel, passerer Na⁺ - og CI^{--ionene i de NaCl-ioniske krystallene inn i løsningsmiddelmediet i en ny kvalitet på solvatiserte (hydratiserte) partikler.}

Dette fenomenet, som i hovedsak er prosessen med fullstendig eller delvis dekomponering av et oppløst stoff til ioner som et resultat av virkningen av et løsningsmiddel, kalles "elektrisk dissosiasjon". Denne prosessen er ekstremt viktig for elektrokjemi. Av stor betydning er det faktum at dissosiasjonen av komplekse multikomponentsystemer er preget av en trinnvis flyt. Med dette fenomenet er det også en kraftig økning i antall ioner i løsning, noe som skiller elektrolytiske stoffer fra ikke-elektrolytiske.

I elektrolyseprosessen har ioner en klar bevegelsesretning: partikler med positiv ladning (kationer) - til en negativt ladet elektrode, k alt katoden, og positive ioner (anioner) - til anoden, en elektrode med motsatt ladning, hvor de utlades. Kationer reduseres og anioner oksideres. Derfor er dissosiasjon en reversibel prosess.

En av de grunnleggende egenskapene til denne elektrokjemiske prosessen er graden av elektrolytisk dissosiasjon, som uttrykkes som forholdet mellom antall hydratiserte partikler og det totale antallet molekyler i det oppløste stoffet. Jo høyere denne indikatoren er, desto sterkere er elektrolytten dette stoffet. På dette grunnlaget deles alle stoffer inn i svake, middels sterke og sterke elektrolytter.

Dissosiasjonsgraden avhenger av følgende faktorer: a) arten av det oppløste stoffet; b) løsningsmidlets natur, dets dielektriske konstant og polaritet; c) konsentrasjon av løsningen (jo lavere denne indikatoren er, desto større grad av dissosiasjon); d) temperaturen til oppløsningsmediet. For eksempel kan dissosiasjonen av eddiksyre uttrykkes med følgende formel:

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^-

Sterke elektrolytter dissosieres nesten irreversibelt, siden deres vandige løsning ikke inneholder de originale molekylene og ikke-hydrerte ioner. Det bør også legges til at alle stoffer som har en ionisk og kovalent polar type kjemiske bindinger er gjenstand for dissosiasjonsprosessen. Teorien om elektrolytisk dissosiasjon ble formulert av den fremragende svenske fysikeren og kjemikeren Svante Arrhenius i 1887.