Elektriese dissosiasie: die teoretiese grondslae van elektrochemie

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Elektriese dissosiasie speel 'n groot rol in ons lewens, hoewel ons gewoonlik nie daaraan dink nie. Dit is met hierdie verskynsel dat die elektriese geleidingsvermoë van soute, sure en basisse in 'n vloeibare medium geassosieer word. Van die eerste hartklop wat veroorsaak word deur "lewende" elektrisiteit in die menslike liggaam, wat tagtig persent vloeibaar is, tot motors, selfone en spelers, waarvan die batterye in wese elektrochemiese batterye is, is elektriese dissosiasie onsigbaar oral naby ons teenwoordig.

In reusagtige vate wat giftige dampe uitstraal van bauxiet wat teen hoë temperature gesmelt is, word die "gevleuelde" metaal - aluminium verkry deur elektrolise. Alles om ons, van verchroomde verkoelerroosters tot versilwerde oorbelle in ons ore, een keerof gekonfronteer met oplossings of gesmelte soute, en dus met hierdie verskynsel. Dit is nie verniet dat elektriese dissosiasie deur 'n hele tak van die wetenskap bestudeer word nie - elektrochemie.

Wanneer dit opgelos word, gaan die molekules van die oplosmiddelvloeistof in 'n chemiese binding met die molekules van die opgeloste stof, wat solvate vorm. In 'n waterige oplossing is soute, sure en basisse die meeste vatbaar vir dissosiasie. As gevolg van hierdie proses kan die opgeloste stofmolekules in ione ontbind. Byvoorbeeld, onder die invloed van 'n waterige oplosmiddel gaan die Na⁺ en CI^{- ione in die NaCl-ioniese kristal in die oplosmiddelmedium in 'n nuwe kwaliteit van gesolvateerde (gehidreerde) deeltjies.}

Hierdie verskynsel, wat in wese die proses is van volledige of gedeeltelike ontbinding van 'n opgeloste stof in ione as gevolg van die werking van 'n oplosmiddel, word "elektriese dissosiasie" genoem. Hierdie proses is uiters belangrik vir elektrochemie. Van groot belang is die feit dat die dissosiasie van komplekse multikomponent sisteme gekenmerk word deur 'n stapsgewyse vloei. Met hierdie verskynsel is daar ook 'n skerp toename in die aantal ione in oplossing, wat elektrolitiese stowwe van nie-elektrolitiese stowwe onderskei.

In die proses van elektrolise het ione 'n duidelike bewegingsrigting: deeltjies met 'n positiewe lading (katione) - na 'n negatief gelaaide elektrode, genoem die katode, en positiewe ione (anione) - na die anode, 'n elektrode met die teenoorgestelde lading, waar hulle ontlaai word. Katione word gereduseer en anione word geoksideer. Daarom is dissosiasie 'n omkeerbare proses.

Een van die fundamentele kenmerke van hierdie elektrochemiese proses is die mate van elektrolitiese dissosiasie, wat uitgedruk word as die verhouding van die aantal gehidreerde deeltjies tot die totale aantal molekules van die opgeloste stof. Hoe hoër hierdie aanwyser, hoe sterker is die elektroliet hierdie stof. Op hierdie basis word alle stowwe in swak, mediumsterkte en sterk elektroliete verdeel.

Die graad van dissosiasie hang af van die volgende faktore: a) die aard van die opgeloste stof; b) die aard van die oplosmiddel, sy diëlektriese konstante en polariteit; c) konsentrasie van die oplossing (hoe laer hierdie aanwyser, hoe groter is die mate van dissosiasie); d) die temperatuur van die oplosmiddel. Byvoorbeeld, die dissosiasie van asynsuur kan deur die volgende formule uitgedruk word:

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^-

Sterk elektroliete dissosieer byna onomkeerbaar, aangesien hul waterige oplossing nie die oorspronklike molekules en nie-gehidreerde ione bevat nie. Daar moet ook bygevoeg word dat alle stowwe wat 'n ioniese en kovalente polêre tipe chemiese bindings het, onderhewig is aan die dissosiasieproses. Die teorie van elektrolitiese dissosiasie is in 1887 deur die uitstaande Sweedse fisikus en chemikus Svante Arrhenius geformuleer.