Теория электролитической диссоциации

Согласно теории электролитической диссоциации Оствальда-Аррениуса (1887 г.) вещества - электролиты в водных растворах частично или полностью распадаются на ионы.

Распад молекул растворенного вещества на ионы называется электролитической диссоциацией или ионизацией. Вода относится к наиболее сильно ионизирующим растворителям. Процесс диссоциации электролита в воде обусловлен эффектом ионизации под действием растворителя молекул с ионной или ковалентной полярной связью. Его можно изобразить схемой:

Kt_nAn_m + aq ⇄nKt^m+_aq + mAn^n-_aq ,

где Kt_nAn_m - молекула растворенного вещества-электролита; аq - молекулы воды; Kt^m+_aq - гидратированные, т.е. окруженные молекулами воды, ионы - катионы; An^n- _aq - гидратированные ионы – анионы; m и n – число катионов и анионов.

Катионы Kt^m+ связаны с молекулами воды гидратной оболочки донорно-акцепторной связью и являются акцепторами электронных пар, а донорами являются атомы кислорода в молекулах Н₂О.

Анионы An^n- связаны с молекулами Н₂О либо кулоновскими силами, либо водородной связью, при образовании которой они являются донорами электронных пар.

Обычно пользуются упрощенными уравнениями электролитической диссоциации, в которых гидратная оболочка ионов не указывается.

Kt_nAn_m + aq ⇄nKt^m+ + mAn^n- . (12)

К электролитам относятся кислоты, соли, основания. Согласно теории электролитической диссоциации :

Кислоты – это соединения, диссоциирующие в водных растворах с образованием катионов одного вида - ионов Н⁺, например,

НСl ® Н⁺ + Cl^- .

Основания – это соединения, образующие в водных растворах анионы одного вида – гидроксид-ионы ОН^- , например:

Ca(OH)₂ ® Ca²⁺ + 2(OH)^-.

Средние соли – это соединения, образующиепри электролитической диссоциациикатионы металлов, комплексные катионы (в том числе катион аммония NH₄⁺) и одно- или многоатомные анионы – кислотные остатки, например:

K₂S ® 2K⁺ + S^2- ;

NH₄ NO₃ ® NH₄ ⁺ + NO₃ ^-.

Все вещества-электролиты принято подразделять на сильные и слабые по степени их диссоциации в водном растворе.

Степенью диссоциации называют отношение

= С_и /С_о, (13)

где С_и - концентрация ионизированных молекул;

С_о - общая концентрация растворенного вещества.

Степень диссоциации выражают в долях единицы или в процентах. Если = 0, то диссоциация отсутствует. Если = 1 (или 100%), то электролит полностью распадается на ионы.

В общем случае сложным образом зависит от природы электролита, природы растворителя, температуры и концентрации раствора. Экспериментальные данные показывают, что значение может колебаться в пределах от 0 до 1.