Электролиты и неэлектролиты. Растворы электролитов

Вещества, распадающиеся на ионы в растворах или расплавах и потому проводящие электрический ток, называются электро­литами.

Вещества, которые в тех же условиях на ионы не распадают­ся и электрический ток не проводят, называются неэлектроли­тами.

Одни вещества в растворенном или расплавленном состоянии проводят электрический ток, другие — нет. В этом можно убе­диться с помощью прибора, состоящего из угольных электродов, присоединенных проводами к электрической сети. В цепь вклю­чена электрическая лампочка, которая показывает присутствие или отсутствие электрического тока в цепи. Если опустить электроды в раствор сахара, то лампочка не загорается. Если же опустить электроды в раствор поваренной соли, то лампочка ярко вспыхнет. Следовательно, сахар (раствор) — неэлектролит, т.к. не проводит электрический ток, а раствор поваренной соли — электролит, т.к. проводит электрический ток.

Опытным путем было доказано, что к электролитам относят­ся кислоты, основания и почти все соли, к неэлектролитам — большинство органических соединений, а также вещества, в мо­лекулах которых имеются только ковалентные неполярные или малополярные связи.

Электролиты — проводники второго рода. В растворе или расплаве они распадаются на ионы, благодаря чему и протекает ток. Очевидно, что чем больше ионов в растворе, тем лучше он проводит электрический ток. Чистая вода электрический ток про­водит очень плохо.

Распад молекул электролита на ионы под воздействием моле­кул растворителя называется электролитической диссоциацией.

Так, хлорид натрия NaCl при растворении в воде полностью распадается на ионы натрия Na⁺ и хлорид-ионы Сl^-. Вода образует ионы водорода Н⁺ и гидроксид-ионы ОН~ лишь в очень незначи­тельных количествах.

Кроме хорошей электропроводности растворы электролитов обладают более низкими значениями давления пара растворителя и температуры плавления и более высокими температурами ки­пения по сравнению с соответствующими значениями для чистого растворителя или для раствора неэлектролита в этом же раство­рителе. Для объяснения этих свойств в 1887 г. шведский уче­ный С. Аррениус предложил теорию электролитической диссо­циации.

1. Электролиты при растворении в воде распадаются (диссоции­руют) на ионы — положительные и отрицательные.

Ионы находятся в более устойчивых электронных состояниях, чем атомы. Они могут состоять из одного атома — это простые ионы (Na⁺, Mg²⁺, Аl³⁺ и т. д.) — или из нескольких атомов — это сложные ионы (NO^-₃, SO^2-₄, PO^3-₄ и т.д.). Многие ионы окраше­ны. Например, ион MnO^-₄ имеет малиновый цвет, ион CrO^2-₄ — желтый, ионы Na⁺ и Сl^- бесцветны. Само название «ион» в переводе с греческого означает «странствующий». В растворе ионы беспорядочно передвигаются («странствуют») в различ­ных направлениях.

2. При действии электрического тока ионы приобретают направ­ленное движение: положительно заряженные ионы движутся к катоду, отрицательно заряженные — к аноду. Поэтому пер­вые называются катионами, вторые — анионами. Направленное движение ионов происходит в результате притя­жения их к противоположно заряженным электродам.

3. Диссоциация — обратимый процесс: параллельно с распадом молекул на ионы (диссоциация) протекает процесс соединения ионов (ассоциация).

Поэтому в уравнениях электролитической диссоциации вмес­то знака равенства ставят знак обратимости. Например, уравне­ние диссоциации молекулы электролита КА на катион К⁺ и анион А^- в общем виде записывается так:

КА« К⁺+А^-

Теория электролитической диссоциации является одной из основных теорий в неорганической химии и полностью согласует­ся с атомно-молекулярным учением и теорией строения атома.