कुछ पदार्थों के जलीय विलयन विद्युत धारा के संवाहक होते हैं। इन पदार्थों को इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइट्स अम्ल, क्षार और लवण हैं, कुछ पदार्थों के पिघलते हैं।

परिभाषा

जलीय घोल में इलेक्ट्रोलाइट्स के आयनों में अपघटन की प्रक्रिया और विद्युत प्रवाह की क्रिया के तहत पिघलने की प्रक्रिया कहलाती है इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण.

जल में कुछ पदार्थों के विलयन विद्युत का चालन नहीं करते हैं। ऐसे पदार्थों को गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स कहा जाता है। इनमें चीनी और अल्कोहल जैसे कई कार्बनिक यौगिक शामिल हैं।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत स्वीडिश वैज्ञानिक एस। अरहेनियस (1887) द्वारा तैयार किया गया था। एस अरहेनियस के सिद्धांत के मुख्य प्रावधान:

- इलेक्ट्रोलाइट्स, जब पानी में घुल जाते हैं, तो सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों में विघटित (पृथक) हो जाते हैं;

- एक विद्युत प्रवाह की क्रिया के तहत, सकारात्मक रूप से आवेशित आयन कैथोड (उद्धरण) की ओर बढ़ते हैं, और ऋणात्मक रूप से आवेशित आयन एनोड (आयनों) की ओर बढ़ते हैं;

- हदबंदी एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है

केए ↔ के + + ए -

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के तंत्र में आयनों और पानी के द्विध्रुवों के बीच आयन-द्विध्रुवीय अंतःक्रिया होती है (चित्र 1)।

चावल। 1. सोडियम क्लोराइड घोल का इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण

एक आयनिक बंधन वाले पदार्थ सबसे आसानी से अलग हो जाते हैं। इसी प्रकार, ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन के प्रकार के अनुसार बने अणुओं में पृथक्करण होता है (बातचीत की प्रकृति द्विध्रुव-द्विध्रुवीय है)।

अम्ल, क्षार, लवण का पृथक्करण

एसिड के पृथक्करण के दौरान, हाइड्रोजन आयन (H +), या बल्कि, हाइड्रोनियम आयन (H 3 O +), हमेशा बनते हैं, जो एसिड के गुणों (खट्टा स्वाद, संकेतकों की क्रिया, क्षारों के साथ बातचीत आदि) के लिए जिम्मेदार होते हैं। .).

एचएनओ 3 ↔ एच + + नहीं 3 -

क्षारों के पृथक्करण के दौरान, हाइड्रोजन हाइड्रॉक्साइड आयन (OH -) हमेशा बनते हैं, जो क्षारों के गुणों (संकेतकों के मलिनकिरण, एसिड के साथ संपर्क, आदि) के लिए जिम्मेदार होते हैं।

NaOH ↔ Na + + OH -

लवण इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं, जिसके पृथक्करण के दौरान धातु के कटियन (या अमोनियम केशन NH 4 +) और एसिड अवशेषों के आयन बनते हैं।

CaCl 2 ↔ Ca 2+ + 2Cl -

पॉलीबेसिक एसिड और बेस चरणों में अलग हो जाते हैं।

एच 2 एसओ 4 ↔ एच + + एचएसओ 4 - (मैं चरण)

एचएसओ 4 - ↔ एच + + एसओ 4 2- (चरण II)

सीए (ओएच) 2 ↔ + + ओएच - (मैं चरण)

+ ↔ सीए 2+ + ओएच -

पृथक्करण की डिग्री

इलेक्ट्रोलाइट्स में, कमजोर और मजबूत समाधान प्रतिष्ठित हैं। इस उपाय को चिह्नित करने के लिए, हदबंदी की डिग्री () की अवधारणा और परिमाण है। हदबंदी की डिग्री अणुओं की कुल संख्या के लिए आयनों में विघटित अणुओं की संख्या का अनुपात है। अक्सर% में व्यक्त किया जाता है।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स में ऐसे पदार्थ शामिल होते हैं, जिनमें डेसीमोलर घोल (0.1 mol / l) में पृथक्करण की डिग्री 3% से कम होती है। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में ऐसे पदार्थ शामिल होते हैं, जिनमें डेसीमोलर घोल (0.1 mol / l) में पृथक्करण की डिग्री 3% से अधिक होती है। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में असंगठित अणु नहीं होते हैं, और एसोसिएशन (एसोसिएशन) की प्रक्रिया हाइड्रेटेड आयनों और आयन जोड़े के गठन की ओर ले जाती है।

पृथक्करण की डिग्री विशेष रूप से विलायक की प्रकृति, विलेय की प्रकृति, तापमान (मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए, बढ़ते तापमान के साथ, हदबंदी की डिग्री कम हो जाती है, और कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए, यह तापमान सीमा में अधिकतम से गुजरती है) से प्रभावित होती है। 60 o C का), विलयनों की सांद्रता, विलयन में समान नाम के आयनों का परिचय।

एम्फ़ोटेरिक इलेक्ट्रोलाइट्स

इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं, जो पृथक्करण पर, H + और OH - आयन दोनों बनाते हैं। ऐसे इलेक्ट्रोलाइट्स को एम्फ़ोटेरिक कहा जाता है, उदाहरण के लिए: Be (OH) 2, Zn (OH) 2, Sn (OH) 2, Al (OH) 3, Cr (OH) 3, आदि।

एच + + आरओ - ↔ आरओएच ↔ आर + + ओएच -

आयनिक प्रतिक्रिया समीकरण

इलेक्ट्रोलाइट्स के जलीय घोल में प्रतिक्रियाएं आयनों के बीच की प्रतिक्रियाएं हैं - आयनिक प्रतिक्रियाएं जो आणविक, पूर्ण आयनिक और कम आयनिक रूपों में आयनिक समीकरणों का उपयोग करके लिखी जाती हैं। उदाहरण के लिए:

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl (आणविक रूप)

बा 2+ + 2 क्लोरीन − + 2 ना+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2 ना + + 2 क्लोरीन- (पूर्ण आयनिक रूप)

बा 2+ + एसओ 4 2- = बासो 4 ↓ (संक्षिप्त आयनिक रूप)

पीएच मान

पानी एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है, इसलिए पृथक्करण प्रक्रिया कुछ हद तक आगे बढ़ती है।

एच 2 ओ ↔ एच + + ओह -

सामूहिक क्रिया के नियम को किसी भी संतुलन पर लागू किया जा सकता है और संतुलन स्थिरांक के लिए व्यंजक लिखा जा सकता है:

के = /

इसलिए जल की साम्यावस्था सान्द्रता एक स्थिर मान है।

के = = किलोवाट

एक जलीय घोल की अम्लता (बेसिकिटी) को हाइड्रोजन आयनों की मोलर सांद्रता के दशमलव लघुगणक के रूप में आसानी से व्यक्त किया जाता है, जिसे विपरीत चिन्ह के साथ लिया जाता है। इस मान को pH मान (pH) कहा जाता है।

विलायक अणुओं की क्षमता से, विलायक की मैक्रोस्कोपिक संपत्ति भी इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण में एक निश्चित भूमिका निभाती है - इसका ढांकता हुआ स्थिरांक (इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की योजना)।

पिघलने पर पृथक्करण

उच्च तापमान के प्रभाव में, क्रिस्टल जाली के आयन दोलन करना शुरू कर देते हैं, गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है, और एक क्षण आएगा (पदार्थ के पिघलने बिंदु पर) जब यह आयनों की अंतःक्रियात्मक ऊर्जा से अधिक हो जाता है। इसका परिणाम आयनों में पदार्थ का क्षय है।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का शास्त्रीय सिद्धांत

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का शास्त्रीय सिद्धांत 1887 में एस अरहेनियस और डब्ल्यू ओस्टवाल्ड द्वारा बनाया गया था। अरहेनियस ने समाधानों के भौतिक सिद्धांत का पालन किया, पानी के साथ एक इलेक्ट्रोलाइट की बातचीत को ध्यान में नहीं रखा, और माना कि समाधान में मुक्त आयन मौजूद थे। रूसी रसायनज्ञ I. A. Kablukov और V. A. Kistyakovsky ने इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की व्याख्या करने के लिए D. I. मेंडेलीव के समाधान के रासायनिक सिद्धांत का उपयोग किया और साबित किया कि जब एक इलेक्ट्रोलाइट भंग हो जाता है, तो यह रासायनिक रूप से पानी के साथ संपर्क करता है, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रोलाइट आयनों में अलग हो जाता है।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का शास्त्रीय सिद्धांत एक विलेय के अधूरे पृथक्करण की धारणा पर आधारित है, जो पृथक्करण α की डिग्री, यानी क्षयित इलेक्ट्रोलाइट अणुओं के अनुपात की विशेषता है। गैर-पृथक अणुओं और आयनों के बीच गतिशील संतुलन सामूहिक कार्रवाई के कानून द्वारा वर्णित है। उदाहरण के लिए, बाइनरी इलेक्ट्रोलाइट केए का इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण एक समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है जैसे:

हदबंदी स्थिरांक को पिंजरों, आयनों और अविच्छिन्न अणुओं की गतिविधियों द्वारा निम्नानुसार निर्धारित किया जाता है:

मान विलेय और विलायक की प्रकृति के साथ-साथ तापमान पर निर्भर करता है, और कई प्रायोगिक विधियों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। हदबंदी की डिग्री ( α ) संबंध का उपयोग करके किसी भी इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता पर गणना की जा सकती है:

,

इलेक्ट्रोलाइट का औसत गतिविधि गुणांक कहां है।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स- रासायनिक यौगिक, जिनके अणु, अत्यधिक तनु विलयनों में भी, आयनों में थोड़े अलग हो जाते हैं, जो अविभाजित अणुओं के साथ गतिशील संतुलन में होते हैं। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स में जलीय और गैर-जलीय समाधानों में अधिकांश कार्बनिक अम्ल और कई कार्बनिक आधार शामिल हैं।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स हैं:

• लगभग सभी कार्बनिक अम्ल और पानी;
• कुछ अकार्बनिक एसिड: एचएफ, एचसीएलओ, एचसीएलओ 2, एचएनओ 2, एचसीएन, एच 2 एस, एचबीआरओ, एच 3 पीओ 4, एच 2 सीओ 3, एच 2 सीओओ 3, एच 2 एसओ 3 और अन्य;
• कुछ विरल घुलनशील धातु हाइड्रॉक्साइड: Fe (OH) 3, Zn (OH) 2, आदि।

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स- रासायनिक यौगिक, जिनके अणु तनु विलयनों में लगभग पूरी तरह से आयनों में अलग हो जाते हैं। ऐसे इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण की डिग्री 1 के करीब है। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में कई अकार्बनिक लवण, कुछ अकार्बनिक एसिड और जलीय घोल में क्षार, साथ ही उच्च पृथक्करण क्षमता (अल्कोहल, एमाइड, आदि) के साथ सॉल्वैंट्स शामिल हैं।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का शास्त्रीय सिद्धांत केवल कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के तनु विलयनों पर लागू होता है। तनु विलयनों में मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स लगभग पूरी तरह से अलग हो जाते हैं, इसलिए आयनों और अविघटित अणुओं के बीच संतुलन की अवधारणा अर्थहीन है। 20-30 के दशक में सामने रखे गए विचारों के अनुसार। 20 वीं सदी मध्यम और उच्च सांद्रता पर मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में वी.के. सेमेनचेंको (यूएसएसआर), एन. बजरम (डेनमार्क), आर.एम. फुओस (यूएसए), और अन्य, आयन जोड़े और अधिक जटिल समुच्चय बनते हैं। आधुनिक स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा से पता चलता है कि एक आयन जोड़ी में विपरीत चिह्न के दो आयन होते हैं जो संपर्क में होते हैं ("संपर्क आयन जोड़ी") या एक या अधिक विलायक अणुओं ("अलग आयन जोड़ी") से अलग होते हैं। आयन जोड़े विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और बिजली के हस्तांतरण में भाग नहीं लेते हैं। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के अपेक्षाकृत तनु समाधानों में, अलग-अलग सॉल्वेटेड आयनों और आयन जोड़े के बीच संतुलन को लगभग अलग-अलग किया जा सकता है, इसी तरह इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के शास्त्रीय सिद्धांत के अनुसार, पृथक्करण स्थिरांक (या संघ स्थिरांक के पारस्परिक) द्वारा। यह उपरोक्त समीकरण को प्रयोगात्मक डेटा से पृथक्करण की उचित डिग्री की गणना करने के लिए उपयोग करने की अनुमति देता है।

सबसे सरल मामलों में (बड़े मोनोएटोमिक एकल आवेशित आयन), मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के तनु विलयनों में पृथक्करण स्थिरांक के अनुमानित मूल्यों की गणना सैद्धांतिक रूप से की जा सकती है, जो एक सतत माध्यम - एक विलायक में आयनों के बीच विशुद्ध इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन की अवधारणा पर आधारित है।

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के उदाहरण: कुछ एसिड (HClO 4, HMnO 4, H 2 SO 4, HCl, HBr; HI), क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के हाइड्रॉक्साइड (NaOH, KOH, Ba (OH) 2); अधिकांश लवण।

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विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010।

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या ionization (lit. Svante Arrhenius, Ueber die Dissociation der in Wasser Gelösten Stoffe, Zeitschr. für Physicalische Chemie, 1887; Sv. Arrhenius, La dissociation électrolytique des Solutions। विश्वकोश शब्दकोश एफ.ए. ब्रोकहॉस और आई.ए. एफ्रोन

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इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण- एलेक्ट्रोलिटिन डिसोसियासीजा स्टेटस टी स्रिटिस फिजिका एटिटिकमेन्स: इंग्ल। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण वोक। विद्युत अपघटन, च रस। विद्युत अपघटनी पृथक्करण, च शरारत। डिसोसिएशन इलेक्ट्रोलाइटिक, f … फ़िज़िकोस टर्मिनो ज़ोडाइनास

पुस्तकें

• रसायन विज्ञान परीक्षण। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण। ऑक्सीजन और सल्फर। श्रेणी 9 जीई रुडज़ाइटिस, एफजी फेल्डमैन केमिस्ट्री द्वारा पाठ्यपुस्तक के लिए। श्रेणी 9

लिखित
इलेक्ट्रोलाइट
पृथक्करण

लक्ष्य।परमाणु और आणविक सिद्धांत के आधार पर छात्रों के बीच "इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण" की अवधारणा बनाने के लिए, एस। अरहेनियस द्वारा इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत और डी। आई। मेंडेलीव द्वारा समाधान के हाइड्रेट सिद्धांत। समाधानों की विद्युत चालकता का कारण प्रकट करें, सिद्धांत के अर्थ और अनुप्रयोग पर चर्चा करें।
उपकरण और अभिकर्मक।टेस्ट ट्यूब, दो मापने वाले सिलेंडर, पिपेट, समाधान, चश्मा, कांच की छड़ की विद्युत चालकता का परीक्षण करने के लिए एक उपकरण;
पानी, केंद्रित सल्फ्यूरिक और एसिटिक एसिड, ठोस सोडियम हाइड्रॉक्साइड, सोडियम क्लोराइड, कॉपर (II) सल्फेट, एसीटोन में मिथाइल ऑरेंज के घोल का 100 मिली, कॉपर (II) सल्फेट, सोडियम क्लोराइड, कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, बेरियम नाइट्रेट, बेरियम का घोल क्लोराइड, सिल्वर नाइट्रेट, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, सोडियम कार्बोनेट, मैग्नीशियम क्लोराइड, एल्यूमीनियम क्लोराइड, दानेदार जस्ता, लौह चूर्ण, दानेदार एल्यूमीनियम।

विषय रूपरेखा

• अकार्बनिक यौगिकों के विभिन्न वर्गों के जलीय और गैर-जलीय समाधानों के गुण।
• इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत के दृष्टिकोण से पानी में घुलना।
• समाधान में इलेक्ट्रोलाइट्स का पृथक्करण।
• इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की डिग्री। कमजोर और मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स।

कक्षाओं के दौरान

अध्यापक। क्या आप जानते हैं कि पदार्थ न केवल पानी में, बल्कि अन्य सॉल्वैंट्स में भी घुलते हैं? यदि हाँ, तो कृपया उदाहरण प्रदान करें।(छात्र घुलने वाले पदार्थों का उदाहरण देते हैं।)
आइए देखें कि अभिक्रिया को आगे बढ़ने के लिए विलायक की आवश्यकता है या नहीं और क्या इस मामले में विलायक की प्रकृति महत्वपूर्ण है। आइए केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड लें और इसमें जिंक डालें। क्या कोई प्रतिक्रिया होगी?(प्रयोगशाला प्रयोग करता है।)
विद्यार्थी।जिंक गर्म होने पर केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है। इससे गैस निकलती है SO2 (बोर्ड पर प्रतिक्रिया समीकरण लिखें):

अध्यापक।क्या हाइड्रोजन जारी किया गया है? और अब परखनली की सामग्री (अनुभव से) पानी के साथ एक परखनली में, बहुत सावधानी से डालें। प्रतिक्रिया शुरू हुई, बहुत सारी गर्मी निकली। कृपया ध्यान दें कि पानी के बिना, प्रतिक्रिया लगभग नहीं चली, हालांकि पानी सामान्य परिस्थितियों में जस्ता के साथ बातचीत नहीं करता है।
एक और प्रयोग करते हैं। हम पहले ठोस मिलाते हैं: सोडियम हाइड्रॉक्साइड और कॉपर (II) सल्फेट, और फिर उनके समाधान। ठोस अभिकर्मकों के बीच कोई प्रतिक्रिया नहीं होती है, और समाधान में एक नीला अवक्षेप बनता है। अपनी नोटबुक में रासायनिक अभिक्रिया का समीकरण लिखिए:

2NaOH + CuSO 4 \u003d Cu (OH) 2 + Na 2 SO 4।

प्रयोगों के परिणामों से, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि रासायनिक अभिक्रियाओं में जल एक निष्क्रिय माध्यम बिल्कुल भी नहीं है। पदार्थ इसके प्रभाव में परिवर्तन से गुजरते हैं। पानी इलेक्ट्रोलाइट्स को आयनों में तोड़ने का कारण बनता है।
पानी में इलेक्ट्रोलाइट्स के घुलने की प्रक्रिया पर विचार करें। ऐसा करने के लिए, आपको यह याद रखना होगा कि वैलेंस क्या है और आप किस प्रकार के रासायनिक बंधन जानते हैं।
छात्र प्रश्नों का उत्तर देते हैं। आयनिक बंधन पर विचार करते समय, हम सोडियम क्लोराइड के क्रिस्टल जाली के मॉडल पर ध्यान केंद्रित करते हैं। हम पानी के अणुओं की संरचना के उदाहरण का उपयोग करके सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन को दोहराते हैं।
अध्यापक।सामान्य तौर पर, पानी के अणु को चार्ज नहीं किया जाता है। लेकिन अणु के अंदरएच 2 ओ हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं को व्यवस्थित किया जाता है ताकि धनात्मक और ऋणात्मक आवेश अणु के विपरीत सिरों पर हों (चित्र 1)। इसलिए, पानी का अणु एक द्विध्रुव है।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का तंत्रसोडियम क्लोराइड जब नमक पानी में घुल जाता है, तो यह ध्रुवीय पानी के अणुओं द्वारा सोडियम और क्लोरीन आयनों के अनुक्रमिक उन्मूलन में होता है। आयनों के संक्रमण के बादना+ औरसीएल - इन आयनों के हाइड्रेट क्रिस्टल से विलयन में बनते हैं।(आगे, मैं पाठ्यपुस्तक के आरेखण (चित्र 2, पृष्ठ 36 देखें) की व्याख्या कर रहा हूँ: फेल्डमैन एफ.जी., रुडज़ाइटिस जी.ई.. रसायन विज्ञान -9। एम .: ज्ञानोदय, 1999, पी। 4.) और ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइट अणु पानी के अणुओं के साथ कैसे प्रतिक्रिया करते हैं? हाइड्रोक्लोरिक एसिड (चित्र 3) के उदाहरण का उपयोग करके इस पर विचार करें,
पी देखें। 36 ) .

जब हाइड्रोक्लोरिक एसिड पानी में घुल जाता है (अणुओं मेंएचसीएल परमाणुओं के बीच का बंधन सहसंयोजक दृढ़ता से ध्रुवीय होता है), रासायनिक बंधन की प्रकृति बदल जाती है। ध्रुवीय जल अणुओं के प्रभाव में, ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन आयनिक में परिवर्तित हो जाता है। परिणामी आयन पानी के अणुओं - हाइड्रेटेड से जुड़े रहते हैं। यदि विलायक गैर-जलीय है, तो आयनों को विलायक कहा जाता है।

अम्ल, क्षार तथा लवण के विलयनों में आयनों की उपस्थिति विनिमय अभिक्रियाओं द्वारा सिद्ध की जा सकती है। आइए निम्नलिखित प्रयोग करें:

कॉपर (II) सल्फेट की परस्पर क्रिया:
ए) बेरियम नाइट्रेट;
बी) बेरियम क्लोराइड;
ग) सोडियम हाइड्रोक्साइड;
डी) कैल्शियम हाइड्रोक्साइड;

सिल्वर नाइट्रेट के साथ परस्पर क्रिया:
ई) हाइड्रोक्लोरिक एसिड;
ई) सोडियम क्लोराइड।

आइए रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समीकरण लिखें:

क) CuSO 4 + बा (NO 3) 2 = Cu (NO 3) 2 + BaSO 4;

बी) CuSO 4 + BaCl 2 = CuCl 2 + BaSO 4;

ग) CuSO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + Cu (OH) 2;

डी) CuSO 4 + Ca (OH) 2 \u003d CaSO 4 + Cu (OH) 2;

ई) एग्नो 3 + एचसीएल = एचएनओ 3 + एजीसीएल;

च) AgNO3 + NaCl = NaNO3 + AgCl।

इन प्रतिक्रियाओं के आधार पर, निम्नलिखित निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं:
1) धातु आयन, हाइड्रॉक्सिल समूह और एसिड अवशेष जलीय घोल में स्वतंत्र कणों के रूप में प्रतिक्रिया करते हैं;
2) हाइड्रॉक्सिल समूह, अम्ल अवशेष, अम्ल के हाइड्रोजन परमाणु और लवण के धातु परमाणु वे विद्युत आवेशित कण हैं जो अम्ल, क्षार और लवण के विलयन में पाए जाते हैं।
आइए अवधारणा की परिभाषा लिखें: " इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण- यह पानी में घुलने या पिघलने पर इलेक्ट्रोलाइट के आयनों में अपघटन की प्रक्रिया है।
चूंकि आयनों से जुड़े पानी के अणुओं की संख्या अज्ञात है, अम्ल, क्षार और लवण के पृथक्करण की प्रक्रिया को केवल इस प्रकार दर्शाया गया है:

एचसीएल \u003d एच + + सीएल -,

NaOH \u003d Na + + OH -,

NaCl \u003d Na + + Cl -।

पॉलीबेसिक एसिड और एसिड लवण चरणों में अलग हो जाते हैं। अणुओं और आयनों के अधूरे पृथक्करण को दिखाने के लिए जो मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स से संबंधित नहीं हैं, उत्क्रमणीयता के संकेत का उपयोग किया जाता है «». उदाहरण के लिए, के लिए H2SO4 और इसका अम्लीय लवण NaHSO4:

एच 2 एसओ 4 \u003d एच + +,

नाएचएसओ 4 \u003d ना + +,

अघुलनशील और खराब घुलनशील पदार्थों के पृथक्करण के समीकरण लिखते समय गलतियाँ नहीं करना आवश्यक है, जो व्यावहारिक रूप से आयनों में अलग नहीं होते हैं या कुछ हद तक अलग हो जाते हैं:

सीएसीओ 3 कोई हदबंदी नहीं,

सीएएसओ 4 सीए 2+ +।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत में माने जाने वाले मुख्य शब्द "इलेक्ट्रोलाइट्स" और "आयन" हैं।
इलेक्ट्रोलाइट्स- ये ऐसे पदार्थ हैं जो पानी में या पिघली हुई अवस्था में घुलने पर आयनों में विघटित हो जाते हैं।
आयनोंपरमाणु या परमाणुओं के समूह हैं जिनके पास सकारात्मक है ( फैटायनों) या नकारात्मक ( आयनों) शुल्क। आयन संरचना और गुणों दोनों में परमाणुओं से भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, आइए परमाणु और आणविक क्लोरीन के गुणों की तुलना आयन के गुणों से करें। धातुओं, हाइड्रोजन, चांदी के आयनों से उनके संबंध पर विचार करें। धात्विक सोडियम के गुणों की तुलना सोडियम आयनों से की जा सकती है।(छात्र उदाहरण देते हैं और सीएल परमाणुओं, सीएल 2 अणुओं और सीएल-आयनों के गुणों के साथ-साथ लवण में धातु ना और ना + आयनों के गुणों के बारे में बात करते हैं।)

आयनों की एक सामान्य और विशिष्ट विशेषता विद्युत आवेशों की उपस्थिति है। केवल वे विलयन जिनमें आयन होते हैं, धारा का संचालन करते हैं। आइए समाधान की विद्युत चालकता (चित्र 4) का अध्ययन करने के लिए एक उपकरण का उपयोग करके एसिड, क्षार, लवण, चीनी, शराब के समाधान की विद्युत चालकता की तुलना करें। हम देखते हैं कि पृथक्करण हर समाधान में नहीं होता है। आयनिक सिद्धांत के आधार पर, हम जटिल पदार्थों के रूप में अम्ल, क्षार और लवण की नई परिभाषाएँ बनाते हैं जो पानी में पृथक्करण पर विशेष आयन बनाते हैं। एसिड के पृथक्करण के दौरान, केवल H + आयन ही धनायनों के रूप में विभाजित होते हैं। आधारों के पृथक्करण के दौरान, केवल आयनों को आयनों के रूप में विभाजित किया जाता हैवह - । मध्यम लवण धातु के पिंजरों और अम्लीय अवशेषों के आयनों में अलग हो जाते हैं।
आइए इस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास करें: क्या सभी इलेक्ट्रोलाइट्स समान रूप से आयनों में विघटित होते हैं? आइए हम सोडियम क्लोराइड और एसिटिक एसिड के केंद्रित समाधानों की विद्युत चालकता की तुलना करें। नमक के घोल में, बल्ब तेज रोशनी करता है, और एसिटिक एसिड में - बहुत कमजोर। विलयनों में जल मिलाकर उन्हें तनु करें। सोडियम क्लोराइड घोल की विद्युत चालकता नहीं बदलती है, लेकिन एसिटिक एसिड के घोल में, प्रकाश बल्ब तेज जलता है। सान्द्र विलयनों में भी सोडियम क्लोराइड पूर्णतः वियोजित हो जाता है। केंद्रित समाधानों में एसिटिक एसिड के अणु लगभग अलग नहीं होते हैं। जब एसिटिक एसिड को पतला किया जाता है, तो विघटित अणुओं की संख्या बढ़ जाती है, हदबंदी संतुलन दाईं ओर शिफ्ट हो जाता है:

सीएच 3 कूह सीएच 3 सीओओ - + एच +।

एक आयनिक क्रिस्टल जाली वाले पदार्थ जलीय घोल में आयनों में पूरी तरह से अलग हो जाते हैं। समाधान में अणुओं (एन) की कुल संख्या (एन) के अणुओं की संख्या (एन) के अनुपात को हदबंदी की डिग्री () कहा जाता है। मान 0 (कोई पृथक्करण नहीं) से 1 (पूर्ण पृथक्करण) तक मान ले सकता है।
अम्लों के सामान्य गुण आयनों की उपस्थिति के कारण होते हैंएच + मिश्रण में। एक एसिड (मजबूत या कमजोर इलेक्ट्रोलाइट) की गतिविधि आयनों की एकाग्रता पर निर्भर करती हैएच + मिश्रण में।

प्रदर्शन का अनुभव।एसीटोन में मिथाइल ऑरेंज के घोल के 50 मिलीलीटर को दो गिलास में डालें। पहले गिलास में, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड की 1-2 बूंदें डालें, एक रास्पबेरी रंग दिखाई देगा। दूसरे गिलास में समान रंग दिखने के लिए आपको एसिटिक एसिड की 10 गुना अधिक (10-20 बूंद) मिलानी होगी, क्योंकि। अम्ल CH 3 COOH के पृथक्करण की डिग्री नगण्य है और इसमें हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता कम है।
निष्कर्ष।एसिड और क्षार की ताकत उनके पृथक्करण की डिग्री से निर्धारित होती है।

डी. आई. मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली, ए.एम. बटलरोव के कार्बनिक यौगिकों की संरचना और अन्य महत्वपूर्ण खोजों के साथ रसायन विज्ञान का मूलभूत स्तंभ, इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत है। 1887 में, इसे Svante Arrhenius द्वारा पानी, अन्य ध्रुवीय तरल पदार्थों और पिघलने में इलेक्ट्रोलाइट्स के विशिष्ट व्यवहार की व्याख्या करने के लिए विकसित किया गया था। उन्होंने समाधान के दो स्पष्ट रूप से भिन्न सिद्धांतों के बीच एक समझौता पाया जो उस समय मौजूद थे - भौतिक और रासायनिक। पहले ने तर्क दिया कि विलेय और विलायक एक दूसरे के साथ किसी भी तरह से संपर्क नहीं करते हैं, जिससे एक साधारण यांत्रिक मिश्रण बनता है। दूसरा यह है कि उनके बीच एक रासायनिक बंधन होता है। यह पता चला कि, वास्तव में, दोनों गुण समाधानों में निहित हैं।

विज्ञान के विकास के बाद के चरणों में, कई वैज्ञानिकों ने परमाणुओं की संरचना और उनके बीच रासायनिक बंधों की प्रकृति के बारे में उपलब्ध जानकारी के आधार पर इस क्षेत्र में अनुसंधान और विकास जारी रखा। विशेष रूप से, I. A. Kablukov ने सॉल्वेशन प्रक्रियाओं के मुद्दे से निपटा, V. A. Kistyakovsky ने आणविक भार पर उबलते तापमान की स्थिति के तहत एक केशिका में एक तरल स्तंभ के उदय की निर्भरता निर्धारित की।

सिद्धांत की आधुनिक व्याख्या

इस खोज के आगमन से पहले, विभाजन प्रक्रियाओं के कई गुणों और परिस्थितियों का अध्ययन नहीं किया गया था, साथ ही स्वयं समाधानों का भी अध्ययन नहीं किया गया था। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण पानी या अन्य ध्रुवीय तरल पदार्थों में अपने घटक आयनों में पदार्थ के अपघटन की प्रक्रिया है, विलायक के अणुओं के साथ यौगिक कणों की बातचीत, पिघलने के कारण क्रिस्टल जाली के नोड्स पर पिंजरों और आयनों की गतिशीलता की उपस्थिति। इसके परिणामस्वरूप, गठित पदार्थ एक नई संपत्ति - विद्युत चालकता प्राप्त करते हैं।

आयन, समाधान की मुक्त अवस्था में या पिघलते हुए, एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। समान आवेश वाले प्रतिकर्षित करते हैं, असमान आवेशित वाले आकर्षित करते हैं। आवेशित कणों को विलायक के अणुओं द्वारा सॉल्व किया जाता है - प्रत्येक कूलम्ब के आकर्षण बल के अनुसार कड़ाई से उन्मुख द्विध्रुवों से घिरा होता है, एक विशेष मामले में वे हाइड्रेटेड होते हैं यदि माध्यम जलीय होता है। किनारों पर स्थानीयकृत आवेशों के साथ उनके चारों ओर कणों की विशिष्ट व्यवस्था के कारण धनायनों की त्रिज्या हमेशा आयनों की तुलना में बड़ी होती है।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के प्रकाश में आवेशित कणों की संरचना, वर्गीकरण और नाम

आयन एक परमाणु या परमाणुओं का एक समूह है जो सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज करता है। उन्हें साधारण लोगों में एक सशर्त विभाजन की विशेषता है (K (+) , Ca (2+) , H (+) - एक रासायनिक तत्व से मिलकर), जटिल और जटिल (OH (-) , SO 4 (2-), एचसीओ 3 (- ) - कई से)। यदि एक धनायन या ऋणायन एक विलायक अणु के साथ जुड़ा हुआ है, तो इसे H 2 O अणु - हाइड्रेटेड के द्विध्रुव के साथ, विलायक कहा जाता है।

जब पानी का इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण होता है, तो दो आवेशित कण H (+) और OH (-) बनते हैं। एक हाइड्रोजन प्रोटॉन एक अन्य पानी के अणु से ऑक्सीजन की एक साझा इलेक्ट्रॉन जोड़ी को एक खाली कक्षीय में स्वीकार करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक हाइड्रोनियम आयन H3O (+) बनता है।

अरहेनियस की खोज के मुख्य प्रावधान

अकार्बनिक यौगिकों के वर्गों के सभी प्रतिनिधि, ऑक्साइड को छोड़कर, तरल पदार्थों के उन्मुख द्विध्रुवों के समाधान में रासायनिक भाषा में विघटित होते हैं - वे अपने घटक आयनों में अधिक या कम हद तक अलग हो जाते हैं। इस प्रक्रिया को विद्युत प्रवाह की उपस्थिति की आवश्यकता नहीं है; इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण समीकरण इसका योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व है।

एक बार समाधान में या पिघल जाने पर, आयनों को विद्युत प्रवाह के संपर्क में लाया जा सकता है और कैथोड (नकारात्मक इलेक्ट्रोड) और एनोड (सकारात्मक) की ओर एक दिशा में ले जाया जा सकता है। उत्तरार्द्ध विपरीत रूप से आवेशित परमाणु समुच्चय को आकर्षित करते हैं। यहीं से कणों को उनका नाम मिला - धनायन और ऋणायन।

समानांतर में और साथ ही पदार्थ के विघटन के साथ, रिवर्स प्रक्रिया होती है - आयनों का जुड़ाव मूल अणुओं में होता है, इसलिए पदार्थ का एक सौ प्रतिशत विघटन नहीं होता है। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की प्रतिक्रिया के लिए इस तरह के समीकरण में इसके दाएं और बाएं भागों के बीच एक समान चिह्न होता है। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण, किसी भी अन्य प्रतिक्रिया की तरह, रासायनिक संतुलन को नियंत्रित करने वाले कानूनों का पालन करता है, और बड़े पैमाने पर कार्रवाई का कानून कोई अपवाद नहीं है। इसमें कहा गया है कि आयनों में अपघटन की प्रक्रिया की दर इलेक्ट्रोलाइट की एकाग्रता के समानुपाती होती है।

पृथक्करण के दौरान पदार्थों का वर्गीकरण

रासायनिक शब्दावली पदार्थों को अघुलनशील, थोड़ा घुलनशील और घुलनशील में विभाजित करती है। अंतिम दो कमजोर और मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स हैं। कुछ यौगिकों की घुलनशीलता के बारे में जानकारी को घुलनशीलता तालिका में संक्षेपित किया गया है। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स का पृथक्करण एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया है; वे आयनों में पूरी तरह से विघटित हो जाते हैं। कमजोर - केवल आंशिक रूप से, संघ की घटना उनमें निहित है, और इसलिए, चल रही प्रक्रियाओं का संतुलन।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि इलेक्ट्रोलाइट की घुलनशीलता और शक्ति के बीच कोई सीधा संबंध नहीं है। मजबूत में, इसे कमजोर रूप से व्यक्त किया जा सकता है। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स की तरह, वे पानी में अत्यधिक घुलनशील हो सकते हैं।

यौगिकों के उदाहरण जिनके समाधान बिजली का संचालन करते हैं

"मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स" के वर्ग में नाइट्रिक, हाइड्रोक्लोरिक, ब्रोमीन, सल्फ्यूरिक, पर्क्लोरिक और अन्य जैसे सभी अच्छी तरह से विघटित एसिड शामिल हैं। उसी हद तक, क्षार क्षार हाइड्रॉक्साइड और "क्षारीय पृथ्वी धातु" समूह के अलग-अलग प्रतिनिधि हैं। कुछ साइनेट्स और थायोसाइनेट्स के साथ-साथ मरकरी (II) क्लोराइड को छोड़कर लवणों का इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण तीव्र है।

"कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स" का वर्ग शेष खनिज और लगभग सभी कार्बनिक अम्लों द्वारा दर्शाया गया है: कार्बोनिक, सल्फाइड, बोरिक, नाइट्रोजनस, सल्फरस, सिलिकिक, एसिटिक और अन्य। साथ ही विरल रूप से घुलनशील और हाइड्रोकार्बन बेस और एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड्स (ऑक्सीकरण अवस्था (2+) में मैग्नीशियम, बेरिलियम, लोहा, जस्ता के हाइड्रॉक्साइड)। बदले में, पानी के अणु बहुत कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं, लेकिन फिर भी आयनों में विघटित हो जाते हैं।

पृथक्करण प्रक्रियाओं का मात्रात्मक विवरण

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की डिग्री वास्तव में विभाजन प्रक्रिया की सीमा को दर्शाती है। इसकी गणना की जा सकती है - आयनों में विभाजित कणों की संख्या को सिस्टम में भंग पदार्थ के अणुओं की कुल संख्या से विभाजित किया जाना चाहिए। यह मान "अल्फ़ा" अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है।

यह तर्कसंगत है कि मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए "α" एक या एक सौ प्रतिशत के बराबर है, क्योंकि क्षय कणों की संख्या उनकी कुल संख्या के बराबर है। कमजोरों के लिए - हमेशा एक से कम। एक जलीय माध्यम में प्रारंभिक अणुओं का आयनों में पूर्ण अपघटन नहीं होता है, और विपरीत प्रक्रिया होती है।

क्षय की पूर्णता को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की डिग्री कई निर्विवाद कारकों से प्रभावित होती है। सर्वप्रथम विलायक की प्रकृति तथा उसमें अपघटित होने वाले पदार्थ का महत्व है। उदाहरण के लिए, सभी मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में घटक कणों के बीच सहसंयोजक अत्यधिक ध्रुवीय या आयनिक प्रकार का बंधन होता है। तरल पदार्थों को द्विध्रुवों द्वारा दर्शाया जाता है, विशेष रूप से पानी में, अणुओं में आवेशों का पृथक्करण होता है, और उनके विशिष्ट अभिविन्यास के परिणामस्वरूप, विलेय का इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण होता है।

अल्फा मान एकाग्रता से विपरीत रूप से प्रभावित होता है। जैसे-जैसे यह बढ़ता है, हदबंदी की डिग्री का मूल्य घटता जाता है, और इसके विपरीत। प्रक्रिया स्वयं पूरी तरह से एंडोथर्मिक है, अर्थात इसे आरंभ करने के लिए एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा की आवश्यकता होती है। तापमान कारक के प्रभाव की पुष्टि इस प्रकार की जाती है: यह जितना अधिक होता है, पृथक्करण की डिग्री उतनी ही अधिक होती है।

माध्यमिक कारक

पॉलीबेसिक एसिड, जैसे फॉस्फोरिक, और कई हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ आधार, जैसे Fe(OH) 3, आयनों में चरणबद्ध तरीके से विघटित होते हैं। निर्भरता निर्धारित की जाती है - पृथक्करण के प्रत्येक बाद के चरण को एक डिग्री की विशेषता होती है जो पिछले एक से हजारों या दसियों गुना कम होती है।

अपघटन की डिग्री को सिस्टम में अन्य इलेक्ट्रोलाइट्स जोड़कर भी बदला जा सकता है, जो मुख्य विलेय के आयनों में से एक की एकाग्रता को बदलते हैं। यह संतुलन की ओर एक बदलाव की ओर इशारा करता है, जो ले चेटेलियर-ब्राउन नियम द्वारा निर्धारित किया जाता है - प्रतिक्रिया उस दिशा में आगे बढ़ती है जिसमें बाहर से सिस्टम पर लगाए गए प्रभाव का निष्प्रभावीकरण देखा जाता है।

शास्त्रीय संतुलन प्रक्रिया स्थिर

एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट की अपघटन प्रक्रिया को चिह्नित करने के लिए, इसकी डिग्री के अलावा, इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण स्थिरांक (K d) का उपयोग किया जाता है, जिसे प्रारंभिक अणुओं की मात्रात्मक सामग्री के लिए cations और आयनों की सांद्रता के अनुपात के रूप में व्यक्त किया जाता है। प्रणाली। वास्तव में, यह आयनों में विलेय के विभाजन की उत्क्रमणीय प्रतिक्रिया के लिए सामान्य रासायनिक संतुलन स्थिरांक है।

उदाहरण के लिए, किसी यौगिक के उसके घटक कणों में अपघटन की प्रक्रिया के लिए, वियोजन स्थिरांक (K d) विलयन की संरचना में धनायन और ऋणायन की निरंतर सांद्रता के भागफल द्वारा निर्धारित किया जाएगा, जो कि संबंधित शक्तियों के अनुरूप है। रासायनिक समीकरण में उनके सामने संख्याएँ, और शेष अविघटित सूत्र इकाइयों की कुल संख्या घुलित पदार्थ। एक निर्भरता है - उच्चतर (K ​​d), सिस्टम में धनायन और आयनों की संख्या जितनी अधिक होगी।

एक कमजोर क्षयकारी यौगिक की सांद्रता के बीच संबंध, पृथक्करण की डिग्री और स्थिरांक को समीकरण द्वारा ओस्टवाल्ड कमजोर पड़ने के कानून का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है: K d \u003d α 2 s।

पानी एक कमजोर विघटित पदार्थ के रूप में

द्विध्रुव अणु बहुत कम मात्रा में आवेशित कणों में क्षय होते हैं, क्योंकि यह ऊर्जावान रूप से प्रतिकूल होता है। फिर भी, हाइड्रोजन केशन और हाइड्रॉक्सिल आयनों में विभाजन होता है। जलयोजन प्रक्रियाओं को ध्यान में रखते हुए, हम दो पानी के अणुओं से हाइड्रोनियम आयन और OH (-) के निर्माण के बारे में बात कर सकते हैं।

निरंतर पृथक्करण हाइड्रोजन प्रोटॉन और हाइड्रॉक्साइड समूहों के उत्पाद के अनुपात से निर्धारित होता है, जिसे पानी का आयनिक उत्पाद कहा जाता है, समाधान में अविघटित अणुओं की संतुलन एकाग्रता के लिए।

पानी का इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण H (+) की प्रणाली में उपस्थिति को निर्धारित करता है, जो इसकी अम्लता को दर्शाता है, और OH (-) - मूलभूतता की उपस्थिति। यदि प्रोटॉन और हाइड्रॉक्सिल समूह की सांद्रता बराबर होती है, तो ऐसे वातावरण को तटस्थ कहा जाता है। एक तथाकथित पीएच इंडेक्स है - यह समाधान में एच (+) की कुल मात्रात्मक सामग्री का नकारात्मक लघुगणक है। पीएच 7 से कम इंगित करता है कि पर्यावरण अम्लीय है, अधिक - इसकी क्षारीयता के बारे में। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण मूल्य है, इसके प्रायोगिक मूल्य के अनुसार, विभिन्न जल प्रणालियों - झीलों, तालाबों, नदियों और समुद्रों की जैविक, जैव रासायनिक और रासायनिक प्रतिक्रियाओं का विश्लेषण किया जाता है। औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए हाइड्रोजन संकेतक की प्रासंगिकता भी निर्विवाद है।

रिकॉर्डिंग प्रतिक्रियाओं और अंकन

रासायनिक संकेतों का उपयोग करके इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का समीकरण अणुओं के विघटन की प्रक्रियाओं को संबंधित कणों में वर्णित करता है और इसे आयनिक कहा जाता है। यह मानक आणविक की तुलना में कई गुना सरल है और इसका अधिक सामान्य रूप है।

इस तरह के समीकरण को संकलित करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि प्रतिक्रिया के दौरान गैस वाष्प के हिस्से के रूप में प्रतिक्रियाशील मिश्रण से अवक्षेपित या निकाले जाने वाले पदार्थों को हमेशा आणविक रूप में ही लिखा जाना चाहिए, इलेक्ट्रोलाइट यौगिकों के विपरीत, जिनके मजबूत प्रतिनिधि केवल आयनों में विभाजित रूप में रचना समाधानों में शामिल हैं। उनके लिए इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया है, क्योंकि गैर-विखंडनीय पदार्थों या गैसों के निर्माण के कारण जुड़ाव असंभव है। इस प्रकार के समीकरण के लिए, अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए समान नियम लागू होते हैं - भौतिक संतुलन बनाए रखने के लिए बाएं और दाएं भागों के गुणांकों का योग आवश्यक रूप से एक दूसरे के बराबर होना चाहिए।

यदि पदार्थ पॉलीबेसिक या पॉलीएसिड हैं तो एसिड और बेस के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण कई चरणों में आगे बढ़ सकते हैं। प्रत्येक उप-प्रतिक्रिया का अपना समीकरण होता है।

रसायन विज्ञान और इसके विकास में भूमिका

Svante Arrhenius के सिद्धांत का निर्माण भौतिक और विशेष रूप से विद्युत रासायनिक विज्ञान के गठन की सामान्य प्रक्रिया के लिए सबसे बड़ा महत्व था। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण, इलेक्ट्रोड प्रक्रियाओं, विभिन्न मीडिया के माध्यम से धाराओं के पारित होने की बारीकियों और कैथोड-एनोड क्षमता के प्रेरण के सिद्धांत के रूप में इस तरह की घटना की खोज के आधार पर गहन विकास हुआ है। इसके अलावा, समाधान का सिद्धांत काफी उन्नत हुआ है। अभूतपूर्व खोजों ने रासायनिक कैनेटीक्स, धातुओं और मिश्र धातुओं के क्षरण के क्षेत्र के साथ-साथ इसके खिलाफ सुरक्षा के नए साधनों को खोजने का काम किया।

आधुनिक दुनिया में बहुत सी नई और अज्ञात चीजें हैं। हर दिन, वैज्ञानिक रसायन विज्ञान जैसे महान अनुशासन के ज्ञान में और आगे बढ़ रहे हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण, साथ ही इसके रचनाकारों और अनुयायियों ने विश्व विज्ञान के विकास के संदर्भ में हमेशा के लिए गौरव का स्थान ले लिया है।

पानी में किसी भी पदार्थ के घुलने के साथ हाइड्रेट्स का निर्माण होता है। यदि एक ही समय में विलयन में घुले पदार्थ के कणों में कोई सूत्र परिवर्तन नहीं होता है, तो ऐसे पदार्थों को वर्गीकृत किया जाता है गैर इलेक्ट्रोलाइट्स. वे हैं, उदाहरण के लिए, गैस नाइट्रोजनएन 2 तरल क्लोरोफार्मसीएचसीएल 3, ठोस सुक्रोजसी 12 एच 22 ओ 11, जो इन अणुओं के हाइड्रेट्स के रूप में जलीय घोल में मौजूद हैं।
कई पदार्थ ज्ञात हैं (सामान्य रूप में एमए), जो पानी में घुलने और एमए एनएच 2 ओ अणुओं के हाइड्रेट के गठन के बाद महत्वपूर्ण सूत्र परिवर्तन से गुजरते हैं। नतीजतन, हाइड्रेटेड आयन समाधान में दिखाई देते हैं - एम + * एनएच 2 ओ केशन और ए * एनएच 2 ओ आयन:
एमए * एनएच 2 ओ → एम + * एनएच 2 ओ + ए - * एनएच 2 ओ
ऐसे पदार्थ हैं इलेक्ट्रोलाइट्स।
एक जलीय घोल में हाइड्रेटेड आयनों की उपस्थिति की प्रक्रियाबुलाया इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण(एस अरहेनियस 1887)।
जल में आयनिक क्रिस्टलीय पदार्थों (M+) (A-) का वैद्युतअपघटनी पृथक्करण होता है अचलप्रतिक्रिया:
(एम +) (ए -) (टी) → (एम +) (ए -) (पी) \u003d (एम +) (पी) + (ए -) (पी)
ऐसे पदार्थ प्रबल होते हैं इलेक्ट्रोलाइट्स, वे कई आधार और लवण हैं, उदाहरण के लिए:

NaOH \u003d Na + + OH - K 2 SO 4 \u003d 2K + + SO 4 -
बा (ओएच) 2 \u003d बा 2+ + 2 ओएच - ना 2 \u003d 2 एनए + + एस 2-
एमए पदार्थ का इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण, जिसमें शामिल है ध्रुवीयसहसंयोजक अणु, है प्रतिवर्तीप्रतिक्रिया:
(एम-ए) (जी, डब्ल्यू, टी) → (एम-ए) (पी) ↔ एम + (पी) ए - (पी)
ऐसे पदार्थों को कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, वे कई एसिड और कुछ आधार होते हैं, उदाहरण के लिए:
ए) एचएनओ 2 ↔ एच + + नहीं 2-
बी) सीएच 3 सीओओएच ↔ एच + + सीएच 3 सीओओ -
ग) एच 2 सीओ 3 ↔ एच + + एचसीओ 3 - (पहला चरण)
एचसीओ 3 - ↔ एच + + सीओ 3 2- (दूसरा चरण)
डी) एनएच 3 * एच 2 ओ ↔ एनएच 4 + ओएच -
कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के तनु जलीय घोल में, हम हमेशा मूल अणु और उनके पृथक्करण के उत्पाद - हाइड्रेटेड आयन दोनों पाएंगे।
इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण की गुणात्मक विशेषता को हदबंदी की डिग्री कहा जाता है और इसे ɑ1, हमेशा ɑ> 0 के रूप में दर्शाया जाता है।
मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए, परिभाषा के अनुसार ɑ = 1 (ऐसे इलेक्ट्रोलाइट्स का पृथक्करण पूरा हो गया है)।
के लिए कमज़ोरइलेक्ट्रोलाइट्स हदबंदी की डिग्री समाधान (एस) में पदार्थ की कुल एकाग्रता के लिए विघटित पदार्थ (एस डी) की दाढ़ की एकाग्रता का अनुपात है:

पृथक्करण की डिग्री 100% से एक का अंश है। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए ɑ˂ С 1 (100%)। के लिए कमज़ोरएसिड एच एन ए, प्रत्येक अगले चरण में पृथक्करण की डिग्री पिछले एक की तुलना में तेजी से घट जाती है:
एच 3 पीओ 4 ↔ एच + + एच 2 पीओ 4 - = 23.5%
एच 2 पीओ 4 - ↔ एच + + एचपीओ 4 2- \u003d 3 * 10 -4%
एचपीओ 4 2- ↔ एच + + पीओ 4 3- = 2 * 10 -9%
पृथक्करण की डिग्री इलेक्ट्रोलाइट की प्रकृति और एकाग्रता के साथ-साथ समाधान के तापमान पर निर्भर करती है; इसके साथ बढ़ता है घटानाकिसी घोल में किसी पदार्थ की सांद्रता (अर्थात जब घोल को पतला किया जाता है)। गरम करना.
में पतलासमाधान मजबूत अम्लएच एन ए उनके हाइड्रोथियन एच एन -1 ए मौजूद नहीं हैं, उदाहरण के लिए:
एच 2 एसओ 4 \u003d एच + + (1 → 1)
= एच + + एसओ 4 -2 (1 → 1)
परिणामस्वरूप: एच 2 एसओ 4 (रज़ब।) \u003d 2 एच + + एसओ 4 -2
वी केंद्रितसमाधान, हाइड्रोआयन की सामग्री (और यहां तक ​​​​कि प्रारंभिक अणु) ध्यान देने योग्य हो जाते हैं:
एच 2 एसओ 4 - (संक्षिप्त।) ↔ एच + + एचएसओ 4 - (1 ˂ 1)
एचएसओ 4 - ↔ एच + + एसओ 4 2- (2 ˂ 1 ˂ 1)
(प्रतिवर्ती हदबंदी के चरणों के समीकरणों का योग करना असंभव है!) गर्म होने पर, 1 और 2 के मान बढ़ जाते हैं, जो केंद्रित एसिड से जुड़ी प्रतिक्रियाओं की घटना में योगदान देता है।
अम्ल इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं, जो अलग होने पर, एक जलीय घोल में हाइड्रोजन केशन की आपूर्ति करते हैं और कोई अन्य सकारात्मक आयन नहीं बनाते हैं:
* पत्र हाइड्रोलिसिस की डिग्री सहित किसी भी प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया की घटना की डिग्री को दर्शाता है।
एच 2 एसओ 4 \u003d 2 एच + \u003d एसओ 4 2-, एचएफ ↔ एच + + एफ -
सामान्य मजबूत अम्ल:
ऑक्सीजन युक्त एसिड

एनोक्सिक एसिड
एचसीएल, एचबीआर, एचआई, एचएनसीएस
एक पतला जलीय घोल (सशर्त रूप से 10% या 0.1 मोलर तक) में, ये एसिड पूरी तरह से अलग हो जाते हैं। मजबूत एसिड एच एन ए के लिए, सूची में उन्हें शामिल किया गया है हाइड्रोथियॉन्स(अम्लीय लवणों के आयन), जो इन परिस्थितियों में पूरी तरह से अलग हो जाते हैं।
सामान्य कमजोर अम्ल:
ऑक्सीजन युक्त एसिड

एनोक्सिक एसिड
आधार इलेक्ट्रोलाइट्स हैं, जो पृथक्करण के दौरान जलीय घोल में हाइड्रॉक्साइड आयनों की आपूर्ति करते हैं और कोई अन्य नकारात्मक आयन नहीं बनाते हैं:
KOH \u003d K + + OH -, Ca (OH) 2 \u003d Ca 2+ + 2OH -
पृथक्करण बहुत काम घुलनशीलआधार Mg (OH) 2, Cu (OH) 2, Mn (OH) 2, Fe (OH) 2 और अन्य का कोई व्यावहारिक महत्व नहीं है।
को मज़बूतमैदान ( क्षार) में NaOH, KOH, Ba(OH) 2 और कुछ अन्य शामिल हैं। सबसे प्रसिद्ध कमजोर आधार अमोनिया हाइड्रेट एनएच 3 एच 2 ओ है।
मध्यम लवण इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं, जो पृथक्करण पर, किसी जलीय घोल को छोड़कर किसी भी धनायन की आपूर्ति करते हैंएच + , और किसी भी आयनों को छोड़करओह:
Cu(NO 3) 2 \u003d Cu 2+ + 2NO 3 -
अल 2 (SO 4) 3 \u003d 2Al 3+ + 3SO 4 2-
ना (सीएच 3 सीओओ) \u003d ना + + सीएच 3 सीओओ -
BaCl 2 \u003d Ba 2+ + 2Cl
के 2 एस \u003d 2 के + + एस 2-
एमजी (सीएन) 2 \u003d एमजी 2+ + 2 सीएन -
यह केवल अत्यधिक घुलनशील लवणों के बारे में नहीं है। पृथक्करण बहुत काम घुलनशीलऔर व्यावहारिक रूप से अघुलनशीलनमक कोई फर्क नहीं पड़ता।
इसी तरह अलग करना डबल लवण:
KAl(SO 4) 2 = K + + Al 3+ + 2SO 4 2-
फे (एनएच 4) 2 (एसओ 4) 2 = फे 2+ + 2एनएच 4 + 2एसओ 4 2-
अम्लीय लवण(उनमें से ज्यादातर पानी में घुलनशील हैं) मध्यम लवण के प्रकार के अनुसार पूरी तरह से अलग हो जाते हैं:
केएचएसओ 4 \u003d के + + एचएसओ 4 -
केएचसीआर 2 ओ 7 \u003d के + + एचसीआर 2 ओ 7 -
केएच 2 पीओ 4 \u003d के + + एच 2 पीओ 4 -
NaHCO 3 \u003d Na + + HCO 3 -
परिणामी हाइड्रोनियन, बदले में, पानी के संपर्क में आते हैं:
a) यदि हाइड्रोनियन एक मजबूत एसिड से संबंधित है, तो यह भी पूरी तरह से अलग हो जाता है:
एचएसओ 4 - \u003d एच + + एचएसओ 4 2-, एचसीआर 2 ओ 7 - \u003d एच + + सीआर 2 ओ 7 2-
और हदबंदी प्रतिक्रिया का पूरा समीकरण इस प्रकार लिखा जा सकता है:
केएचएसओ 4 \u003d के + + एच + + एसओ 4 2-
केएचसीआर 2 ओ 7 \u003d के + + एच + सीआर 2 ओ 7 2-
(इन लवणों के विलयन आवश्यक रूप से अम्लीय होंगे, साथ ही संगत अम्लों के विलयन भी);
बी) यदि हाइड्रोथियन एक कमजोर एसिड से संबंधित है, तो पानी में इसका व्यवहार दोहरा होता है - या कमजोर एसिड के रूप में अधूरा पृथक्करण:
एच 2 पीओ 4 - ↔ एच + + एचपीओ 4 2- (1)
एचसीओ 3 - ↔ एच + सीओ 3 2- (1)

या तो पानी के साथ बातचीत (प्रतिवर्ती हाइड्रोलिसिस कहा जाता है):
एच 2 पीओ 4 - + एच 2 ओ ↔ एच 3 पीओ 4 + ओएच - (2)
एचसीओ 3 - + एच 2 ओ ↔ एच 2 सीओ 3 + ओएच - (2)
1 2 पर वियोजन प्रबल होता है (और घोल अम्लीय होगा), और 1 2 पर हाइड्रोलिसिस प्रबल होता है (और नमक का घोल क्षारीय होगा)। तो, आयनों HSO 3 -, H 2 PO 4 -, H 2 AsO 4 - और HSeO 3 के साथ लवण के समाधान अम्लीय होंगे, अन्य आयनों के साथ लवण के समाधान (उनमें से अधिकांश) क्षारीय होंगे। दूसरे शब्दों में, अधिकांश हाइड्रोआयन वाले लवण के लिए "अम्लीय" नाम का अर्थ यह नहीं है कि ये आयन विलयन में अम्ल की तरह व्यवहार करेंगे (हाइड्रॉनायन का हाइड्रोलिसिस और 1 और 2 के बीच के अनुपात की गणना का अध्ययन केवल उच्च शिक्षा में किया जाता है)

मुख्यलवण MgCl(OH), CuCO 3 (OH) 2 और अन्य ज्यादातर व्यावहारिक रूप से पानी में अघुलनशील होते हैं, और एक जलीय घोल में उनके व्यवहार पर चर्चा करना असंभव है।