12. ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНОЇ ДИСОЦІАЦІЇ

12.1. Основні положення

За здатністю проводити електричний струм у водному розчині і розплаві усі речовини поділяють на електроліти і неелектроліти.

Електроліти – речовини, водні розчини або розплави яких проводять електричний струм. Електролітами є солі, кислоти, луги. У їх молекулах є іонні або сильно полярні ковалентні зв’язки.

Неелектроліти – речовини, водні розчини або розплави яких не проводять електричний струм. Це прості речовини елементів-неметалів, багато органічних сполук (вуглеводні, вуглеводи, естери тощо).

Для пояснення електропровідності розчинів і розплавів електролітів С. Арреніус (Швеція) у 1887 р. запропонував теорію електролітичної дисоціації, за що у 1903 р. йому була присуджена Нобелівська премія.

Розглянемо основні положення теорії електролітичної дисоціації.

1. При розчиненні або плавленні електроліту, його молекули розпадаються на іони – відбувається електролітична дисоціація (іонізація).

Іон (гр. ion – той, що іде) – заряджений атом або група атомів. Іони бувають прості (одноатомні: H⁺, Na⁺, Cl^–, S^2– тощо) і складні (багатоатомні: OH^–, SO₄^2–, NH₄⁺, H₂PO₄^– тощо). Формули іонів записують вказуючи справа верхнім індексом заряд іона (в умовних одиницях відносно заряду електрона, який рівний ‑1). На відміну від запису ступеня окиснення, при наведенні заряду іона спочатку записують кількість одиниць заряду (число 1 зазвичай опускають), а потім – знак заряду (“+” або “–”), наприклад H⁺, OH^–, NH₄⁺, PO₄^3–.

2. У розчині або розплаві електроліту іони рухаються хаотично (неупорядковано), а при пропусканні електричного струму позитивно заряджені іони рухаються до негативного електрода (катода), а негативно заряджені – до позитивного (анода).

Позитивно заряджені іони називають катіонами (H⁺, NH₄⁺, іони металів Na⁺, Al³⁺ тощо).

Негативно заряджені іони називають аніонами (OH^–, кислотні залишки F^–, СO₃^2–, HSO₄^– тощо).

3. Дисоціація – процес оборотний. Паралельно з процесом дисоціації (розпадом молекул на іони) відбувається асоціація (об’єднання іонів у молекули).

Дисоціацію молекул електроліту записують схемами, у яких замість знаку рівності ставлять стрілку. Зліва у схемах записують недисоційовані молекули, а справа – утворені іони:

Al₂(SO₄)₃ → 2Al³⁺ + 3SO₄^2–

Як бачимо, кількість утворених іонів рівна сумі індексів біля атома металу та кислотного залишку.

Абсолютні сумарні значення зарядів катіонів та аніонів рівні і протилежні за знаком, тому розчини електролітів є електронейтральними.