Электролитическая диссоциация

Заряженные частицы, обеспечивающие электрический ток в этих растворах, образуются в результате электролити­ческой диссоциации. Из-за взаимодействия с поляр­ными молекулами воды молекулы растворяемых веществ рас­падаются на разноименно заряженные «осколки» – ионы. Положительно заряженными оказываются ионы металлов и водорода, а отрицательно заряженными – кислотные остатки и гидроксильная группа (ОН).

Рассмотрим этот процесс подробнее на примере бромида ка­лия KВr.

Взаимодействие атомов брома и калия в молекуле бромида калия упрощенно можно представить как взаимодействие двух ионов: положительно заряженного иона K⁺ и отрицательно заряженного иона Вr^– . Объясняется это тем, что единственный валентный электрон у калия слабо связан с атомом. При образовании молекулы KВr этот электрон переходит к атому брома, превращая его в отрицательный ион Вr^–. В соответствии с этим молекулу KВr можно схематически изобразить в виде диполя (рис. 22.1). При растворении соли бромида калия в воде молекулы KВr попадают в окружение молекул воды, которые тоже являются диполями.

Рис. 22.1

Рис. 22.2

В электрическом поле, создаваемом молекулой KВr, молекулы воды ориентируются, как показано на рис. 22.2. При этом они растягивают молекулу KВr настолько, что незначительная встряска при столкновении с другими молекулами, участвующими в тепло­вом движении, разрушает ее. Часть молекул KВr распадается – диссоциирует на ионы K⁺ и Вr^–.

Степень диссоциации, т. е. доля молекул растворенного вещества, которые распадаются на ионы, зависит от температу­ры, концентрации раствора и диэлектрической проницаемос­ти e растворителя. С увеличением температуры степень диссо­циации возрастает и, следовательно, увеличивается концент­рация положительно и отрицательно заряженных ионов.

Наряду с процессом диссоциации в растворах электролитов происходит и обратный процесс. Ионы разных знаков при встрече могут снова объединиться в нейтральные молекулы – рекомбинировать (воссоединяться). При неизменных условиях в растворе устанавливается динамическое равнове­сие, при котором число молекул, распадающихся за секунду на ионы, равно числу пар ионов, которые за то же время вновь воссоединяются в нейтральные молекулы. При наступлении динамического равновесия концентрация ионов в растворе электролита сохраняется постоянной (при неизменной темпе­ратуре).