Elektrisk dissociation: de teoretiska grunderna för elektrokemi

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Elektrisk dissociation spelar en stor roll i våra liv, även om vi vanligtvis inte tänker på det. Det är med detta fenomen som den elektriska ledningsförmågan hos s alter, syror och baser i ett flytande medium är associerad. Från de första hjärtslagen orsakade av "levande" elektricitet i människokroppen, som är åttio procent flytande, till bilar, mobiltelefoner och spelare, vars batterier i huvudsak är elektrokemiska batterier, är elektrisk dissociation osynligt närvarande överallt nära oss.

I gigantiska kar som släpper ut giftiga ångor från bauxit som smälts vid höga temperaturer, erhålls den "vingade" metallen - aluminium genom elektrolys. Allt omkring oss, från kylargaller i krom till silverpläterade örhängen i öronen, en gångeller inför lösningar eller smälta s alter, och därmed med detta fenomen. Det är inte för inte som elektrisk dissociation studeras av en hel gren av vetenskapen - elektrokemi.

När molekylerna i lösningsmedelsvätskan är upplösta går de i en kemisk bindning med molekylerna i det lösta ämnet och bildar solvat. I en vattenlösning är s alter, syror och baser mest mottagliga för dissociation. Som ett resultat av denna process kan de lösta molekylerna sönderdelas till joner. Till exempel, under inverkan av ett vattenh altigt lösningsmedel, passerar Na⁺ - och CI^{--jonerna i NaCl-jonkristallen in i lösningsmedelsmediet i en ny kvalitet på solvatiserade (hydratiserade) partiklar.}

Detta fenomen, som i huvudsak är processen med fullständig eller partiell nedbrytning av ett löst ämne till joner som ett resultat av inverkan av ett lösningsmedel, kallas "elektrisk dissociation". Denna process är extremt viktig för elektrokemi. Av stor betydelse är det faktum att dissociationen av komplexa flerkomponentsystem kännetecknas av ett stegvis flöde. Med detta fenomen sker också en kraftig ökning av antalet joner i lösning, vilket skiljer elektrolytiska ämnen från icke-elektrolytiska.

I elektrolysprocessen har joner en tydlig rörelseriktning: partiklar med positiv laddning (katjoner) - till en negativt laddad elektrod, kallad katod, och positiva joner (anjoner) - till anoden, en elektrod med motsatt laddning, där de urladdas. Katjoner reduceras och anjoner oxideras. Därför är dissociation en reversibel process.

En av de grundläggande egenskaperna hos denna elektrokemiska process är graden av elektrolytisk dissociation, som uttrycks som förhållandet mellan antalet hydratiserade partiklar och det totala antalet molekyler av den lösta substansen. Ju högre denna indikator är, desto starkare är elektrolyten detta ämne. På grundval av detta delas alla ämnen in i svaga, medelstarka och starka elektrolyter.

Dissociationsgraden beror på följande faktorer: a) det lösta ämnets natur; b) lösningsmedlets natur, dess dielektricitetskonstant och polaritet; c) koncentration av lösningen (ju lägre denna indikator är, desto högre grad av dissociation); d) upplösningsmediets temperatur. Till exempel kan dissociationen av ättiksyra uttryckas med följande formel:

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^-

Starka elektrolyter dissocierar nästan irreversibelt, eftersom deras vattenlösning inte innehåller de ursprungliga molekylerna och icke-hydratiserade joner. Det bör också tilläggas att alla ämnen som har en jonisk och kovalent polär typ av kemiska bindningar är föremål för dissociationsprocessen. Teorin om elektrolytisk dissociation formulerades av den framstående svenske fysikern och kemisten Svante Arrhenius 1887.