Electrical dissociation: ang teoretikal na pundasyon ng electrochemistry

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Malaking papel ang ginagampanan ng electric dissociation sa ating buhay, bagama't kadalasan ay hindi natin ito iniisip. Ito ay sa hindi pangkaraniwang bagay na ito na ang electrical conductivity ng mga asing-gamot, acid at base sa isang likidong daluyan ay nauugnay. Mula sa mga unang tibok ng puso na dulot ng "buhay" na kuryente sa katawan ng tao, na walumpu't porsyentong likido, hanggang sa mga kotse, mga mobile phone, at mga manlalaro, ang mga baterya nito ay mga electrochemical na baterya, ang electrical dissociation ay hindi nakikita saanman malapit sa amin.

Sa mga naglalakihang vats na naglalabas ng mga nakakalason na usok mula sa bauxite na natunaw sa mataas na temperatura, ang "may pakpak" na metal - aluminyo ay nakukuha sa pamamagitan ng electrolysis. Lahat ng bagay sa paligid natin, mula sa chrome radiator grilles hanggang sa silver-plated na hikaw sa ating mga tainga, minsano nahaharap sa mga solusyon o natunaw na mga asing-gamot, at samakatuwid ay may ganitong kababalaghan. Ito ay hindi para sa wala na ang electrical dissociation ay pinag-aaralan ng isang buong sangay ng agham - electrochemistry.

Kapag natunaw, ang mga molekula ng solvent na likido ay pumapasok sa isang kemikal na bono kasama ng mga molekula ng natunaw na sangkap, na bumubuo ng mga solvate. Sa isang may tubig na solusyon, ang mga asing-gamot, acid at base ay pinaka-madaling kapitan sa paghihiwalay. Bilang resulta ng prosesong ito, ang mga solute na molekula ay maaaring mabulok sa mga ion. Halimbawa, sa ilalim ng impluwensya ng isang may tubig na solvent, ang Na⁺ at CI^{- ions sa NaCl ionic crystal ay pumasa sa solvent medium sa isang bagong kalidad ng mga solvated (hydrated) na particle.}

Ang phenomenon na ito, na mahalagang proseso ng kumpleto o bahagyang pagkabulok ng natunaw na substance sa mga ions bilang resulta ng pagkilos ng isang solvent, ay tinatawag na "electrical dissociation". Ang prosesong ito ay lubhang mahalaga para sa electrochemistry. Ang malaking kahalagahan ay ang katotohanan na ang dissociation ng mga kumplikadong multicomponent system ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang stepwise na daloy. Sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, mayroon ding isang matalim na pagtaas sa bilang ng mga ions sa solusyon, na nakikilala ang mga electrolytic substance mula sa mga non-electrolytic.

Sa proseso ng electrolysis, ang mga ion ay may malinaw na direksyon ng paggalaw: mga particle na may positibong singil (mga kasyon) - sa isang negatibong sisingilin na elektrod, na tinatawag na katod, at mga positibong ion (anion) - sa anode, isang elektrod na may kabaligtaran na singil, kung saan sila ay pinalabas. Ang mga cation ay nabawasan at ang mga anion ay na-oxidized. Samakatuwid, ang dissociation ay isang prosesong nababaligtad.

Isa sa mga pangunahing katangian ng prosesong electrochemical na ito ay ang antas ng electrolytic dissociation, na ipinapahayag bilang ratio ng bilang ng mga hydrated na particle sa kabuuang bilang ng mga molekula ng natunaw na substance. Ang mas mataas na tagapagpahiwatig na ito, mas malakas ang electrolyte ng sangkap na ito. Sa batayan na ito, ang lahat ng mga sangkap ay nahahati sa mahina, katamtamang lakas at malakas na electrolyte.

Ang antas ng dissociation ay depende sa mga sumusunod na salik: a) ang likas na katangian ng solute; b) ang likas na katangian ng solvent, ang dielectric na pare-pareho at polarity nito; c) konsentrasyon ng solusyon (mas mababa ang tagapagpahiwatig na ito, mas malaki ang antas ng dissociation); d) ang temperatura ng dissolving medium. Halimbawa, ang dissociation ng acetic acid ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng sumusunod na formula:

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^-

Ang malalakas na electrolyte ay halos hindi maibabalik, dahil ang kanilang aqueous solution ay hindi naglalaman ng mga orihinal na molecule at non-hydrated ions. Dapat din itong idagdag na ang lahat ng mga sangkap na may isang ionic at covalent polar na uri ng mga bono ng kemikal ay napapailalim sa proseso ng dissociation. Ang teorya ng electrolytic dissociation ay binuo ng namumukod-tanging Swedish physicist at chemist na si Svante Arrhenius noong 1887.