Растворы электролитов

Растворы неорганических веществ - солей, кислот, оснований проводият электрический ток. При этом для них осмотическое давление, понижение давления пара, изменения температур замерзания и кипения всегда больше, чем у растворов органических веществ той же концентрации.

Причиной этих явлений по мнению С.Аррениуса является диссоциация – распад этих веществ, названных электролитами, на ионы. Именно ионы делают эти растворы электропроводными.

Свои предположения С. Аррениус развил в теории электролитической диссоциации, согласно которой молекулы электролитов в растворах распадаются (диссоциируют) на ионы: положительные – катионы и отрицательные – анионы. Процесс диссоциации изображается с помощью уравнений реакций, например: MgCl₂=Mg²⁺+2Cl^-.

При диссоциации хлорида магния образуются три иона, т.е. в три раза больше частиц, отсюда понятно, почему понижение температуры замерзания в разбавленном 0,2 н расторе этой соли оказывается в три раза больше, чем в молекулярном растворе той же концентрации.

Процесс диссоциации кристаллической соли происходит в результате электростатического взаимодействия ионов кристаллической решетки с диполями воды. При этом к положительно заряженным ионами соли молекулы воды притягиваются своими отрицательными полюсами, а к отрицательным ионам – положтительными. Связь ионов в кристалле растворенного вещества ослабевает и разрывается. В раствор переходят гидратированные ионы (ионы, окруженные оболочками из молекул растворителя).

Если в молекуле электролита атомы связаны ковалентной полярной связью, и несут частичный отрицательный и частичный положительные заряды (например, H^δ+Cl^δ–), то диполи воды, ориентируются вокруг молекулы электролита, притягиваясь противоположными полюсами к полюсам диполя. Сначала в результате взаимодействия противоположных полюсов молекул растворенного вещества и растворителя происходит поляризация ковалентной связи в молекуле растворенного вещества и превращение связи в ионную, затем происходит диссоциация молекулы на ионы: H^δ+Cl^δ–→H⁺Cl^- →H⁺+Cl^-. Образовавшиеся ионы в растворе связаны с молекулами воды, например, протон образует ион гидроксония H₃O⁺.

Однако при столкновении гидратированных ионов с противоположными знаками может происходить и обратный процесс – молязация. Кроме того, как следует из результатов измерения осмотического давления растворов электролитов, не все молекулы в растворах электролитов распадаются на ионы. Поэтому для характеристики этого явления Аррениус ввел понятие степени диссоциации.