გარკვეული ნივთიერებების წყალხსნარი არის ელექტრული დენის გამტარი. ეს ნივთიერებები კლასიფიცირდება როგორც ელექტროლიტები. ელექტროლიტები არის მჟავები, ფუძეები და მარილები, გარკვეული ნივთიერებების დნება.

განმარტება

ელექტროლიტების იონებად დაშლის პროცესს წყალხსნარებში და დნება ელექტრული დენის მოქმედებით ე.წ. ელექტროლიტური დისოციაცია.

წყალში ზოგიერთი ნივთიერების ხსნარი არ ატარებს ელექტროენერგიას. ასეთ ნივთიერებებს არაელექტროლიტები ეწოდება. ეს მოიცავს ბევრ ორგანულ ნაერთს, როგორიცაა შაქარი და ალკოჰოლი.

ელექტროლიტური დისოციაციის თეორია

ელექტროლიტური დისოციაციის თეორია ჩამოაყალიბა შვედმა მეცნიერმა ს. არენიუსმა (1887 წ.). ს. არენიუსის თეორიის ძირითადი დებულებები:

- ელექტროლიტები წყალში გახსნისას იშლება (დისოციაცია) დადებით და უარყოფითად დამუხტულ იონებად;

- ელექტრული დენის მოქმედებით დადებითად დამუხტული იონები მოძრაობენ კათოდისკენ (კათიონები), ხოლო უარყოფითად დამუხტული იონები ანოდისკენ (ანიონები);

- დისოციაცია შექცევადი პროცესია

KA ↔ K + + A −

ელექტროლიტური დისოციაციის მექანიზმი შედგება იონ-დიპოლური ურთიერთქმედებისგან იონებსა და წყლის დიპოლებს შორის (ნახ. 1).

ბრინჯი. 1. ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარის ელექტროლიტური დისოციაცია

იონური ბმის მქონე ნივთიერებები ყველაზე ადვილად იშლება. ანალოგიურად, დისოციაცია ხდება პოლარული კოვალენტური ბმის ტიპის მიხედვით წარმოქმნილ მოლეკულებში (ურთიერთქმედების ბუნება დიპოლ-დიპოლურია).

მჟავების, ფუძეების, მარილების დისოციაცია

მჟავების დისოციაციის დროს ყოველთვის წარმოიქმნება წყალბადის იონები (H +), უფრო სწორად, ჰიდრონიუმის იონები (H 3 O +), რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან მჟავების თვისებებზე (მჟავე გემო, ინდიკატორების მოქმედება, ფუძეებთან ურთიერთქმედება და ა.შ. .).

HNO 3 ↔ H + + NO 3 -

ფუძეების დისოციაციის დროს ყოველთვის წარმოიქმნება წყალბადის ჰიდროქსიდის იონები (OH -), რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ფუძეების თვისებებზე (ინდიკატორების გაუფერულება, მჟავებთან ურთიერთქმედება და სხვ.).

NaOH ↔ Na + + OH −

მარილები ელექტროლიტებია, რომელთა დისოციაციის დროს წარმოიქმნება ლითონის კათიონები (ან ამონიუმის კატიონი NH 4 +) და მჟავას ნარჩენების ანიონები.

CaCl 2 ↔ Ca 2+ + 2Cl -

პოლიბაზური მჟავები და ფუძეები იშლება ეტაპობრივად.

H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 - (I ეტაპი)

HSO 4 − ↔ H + + SO 4 2- (სტადია II)

Ca (OH) 2 ↔ + + OH - (I ეტაპი)

+ ↔ Ca 2+ + OH -

დისოციაციის ხარისხი

ელექტროლიტებს შორის გამოირჩევა სუსტი და ძლიერი ხსნარები. ამ საზომის დასახასიათებლად, არსებობს დისოციაციის ხარისხის კონცეფცია და სიდიდე (). დისოციაციის ხარისხი არის იონებად დაშლილი მოლეკულების რაოდენობის თანაფარდობა მოლეკულების მთლიან რაოდენობასთან. ხშირად გამოხატულია %-ში.

სუსტი ელექტროლიტები მოიცავს ნივთიერებებს, რომლებშიც დეციმოლარულ ხსნარში (0,1 მოლ/ლ) დისოციაციის ხარისხი 3%-ზე ნაკლებია. ძლიერი ელექტროლიტები მოიცავს ნივთიერებებს, რომლებშიც დეციმოლარულ ხსნარში (0,1 მოლ/ლ), დისოციაციის ხარისხი 3%-ზე მეტია. ძლიერი ელექტროლიტების ხსნარები არ შეიცავს არადისოცირებულ მოლეკულებს და ასოციაციის (ასოცირების) პროცესი იწვევს ჰიდრატირებული იონების და იონური წყვილების წარმოქმნას.

დისოციაციის ხარისხზე განსაკუთრებით გავლენას ახდენს გამხსნელის ბუნება, გამხსნელის ბუნება, ტემპერატურა (ძლიერი ელექტროლიტებისთვის, ტემპერატურის მატებასთან ერთად, დისოციაციის ხარისხი მცირდება, ხოლო სუსტი ელექტროლიტების შემთხვევაში, ის გადის მაქსიმუმს ტემპერატურის დიაპაზონში. 60 o C), ხსნარების კონცენტრაცია, ხსნარში ამავე სახელწოდების იონების შეყვანა.

ამფოტერული ელექტროლიტები

არსებობს ელექტროლიტები, რომლებიც დისოციაციისას ქმნიან როგორც H +, ასევე OH - იონებს. ასეთ ელექტროლიტებს ამფოტერულს უწოდებენ, მაგალითად: Be (OH) 2, Zn (OH) 2, Sn (OH) 2, Al (OH) 3, Cr (OH) 3 და ა.შ.

H + +RO − ↔ ROH ↔ R + + OH −

იონური რეაქციის განტოლებები

რეაქციები ელექტროლიტების წყალხსნარებში არის რეაქციები იონებს შორის - იონური რეაქციები, რომლებიც იწერება იონური განტოლებების გამოყენებით მოლეკულური, სრული იონური და შემცირებული იონური ფორმებით. Მაგალითად:

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl (მოლეკულური ფორმა)

Ba 2+ + 2 კლ − + 2 ნა+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2 ნა + + 2 კლ− (სრული იონური ფორმა)

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (შემოკლებული იონური ფორმა)

pH მნიშვნელობა

წყალი სუსტი ელექტროლიტია, ამიტომ დისოციაციის პროცესი მცირე მასშტაბით მიმდინარეობს.

H 2 O ↔ H + + OH -

მასის მოქმედების კანონი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნებისმიერ წონასწორობაზე და წონასწორობის მუდმივის გამოხატულება შეიძლება დაიწეროს:

K = /

ამიტომ წყლის წონასწორული კონცენტრაცია მუდმივი მნიშვნელობაა.

K = = კვტ

წყალხსნარის მჟავიანობა (ძირითადობა) მოხერხებულად გამოიხატება წყალბადის იონების მოლური კონცენტრაციის ათობითი ლოგარითმის მიხედვით, აღებული საპირისპირო ნიშნით. ამ მნიშვნელობას ეწოდება pH მნიშვნელობა (pH).

გამხსნელის მოლეკულების უნარით, გამხსნელის მაკროსკოპული თვისება, მისი დიელექტრიკული მუდმივი, ასევე გარკვეულ როლს ასრულებს ელექტროლიტურ დისოციაციაში (ელექტროლიტური დისოციაციის სქემა).

დისოციაცია დნობისას

მაღალი ტემპერატურის გავლენით ბროლის გისოსის იონები იწყებენ რხევას, იზრდება კინეტიკური ენერგია და დადგება მომენტი (ნივთიერების დნობის წერტილში), როდესაც ის გადააჭარბებს იონების ურთიერთქმედების ენერგიას. ამის შედეგია მატერიის იონებად დაშლა.

ელექტროლიტური დისოციაციის კლასიკური თეორია

ელექტროლიტური დისოციაციის კლასიკური თეორია შექმნეს ს. არენიუსმა და ვ. ოსტვალდმა 1887 წელს. არენიუსი იცავდა ხსნარების ფიზიკურ თეორიას, არ ითვალისწინებდა ელექტროლიტის წყალთან ურთიერთქმედებას და თვლიდა, რომ თავისუფალი იონები იყო ხსნარებში. რუსმა ქიმიკოსებმა ი.ა. კაბლუკოვმა და ვ.ა. კისტიაკოვსკიმ გამოიყენეს დ.ი. მენდელეევის ხსნარების ქიმიური თეორია ელექტროლიტური დისოციაციის ასახსნელად და დაამტკიცეს, რომ როდესაც ელექტროლიტი იხსნება, ის ქიმიურად ურთიერთქმედებს წყალთან, რის შედეგადაც ელექტროლიტი იშლება იონებად.

ელექტროლიტური დისოციაციის კლასიკური თეორია ემყარება ხსნარის არასრული დისოციაციის ვარაუდს, რომელიც ხასიათდება α დისოციაციის ხარისხით, ანუ დაშლილი ელექტროლიტის მოლეკულების პროპორციით. არადისოცირებულ მოლეკულებსა და იონებს შორის დინამიური წონასწორობა აღწერილია მასის მოქმედების კანონით. მაგალითად, ორობითი ელექტროლიტის KA ელექტროლიტური დისოციაცია გამოიხატება განტოლებით, როგორიცაა:

დისოციაციის მუდმივი განისაზღვრება კათიონების, ანიონებისა და გაუნაწილებელი მოლეკულების მოქმედებით შემდეგნაირად:

მნიშვნელობა დამოკიდებულია გამხსნელისა და გამხსნელის ბუნებაზე, ასევე ტემპერატურაზე და შეიძლება განისაზღვროს რამდენიმე ექსპერიმენტული მეთოდით. დისოციაციის ხარისხი ( α ) შეიძლება გამოითვალოს ელექტროლიტის ნებისმიერ კონცენტრაციაზე მიმართებით:

,

სად არის ელექტროლიტის საშუალო აქტივობის კოეფიციენტი.

სუსტი ელექტროლიტები

სუსტი ელექტროლიტები- ქიმიური ნაერთები, რომელთა მოლეკულები, თუნდაც უაღრესად განზავებულ ხსნარებში, მცირედ იშლება იონებად, რომლებიც დინამიურ წონასწორობაშია გაუნაწილებელ მოლეკულებთან. სუსტი ელექტროლიტები მოიცავს ორგანულ მჟავებს და ბევრ ორგანულ ფუძეს წყალხსნარში და არაწყლიან ხსნარებში.

სუსტი ელექტროლიტებია:

• თითქმის ყველა ორგანული მჟავა და წყალი;
• ზოგიერთი არაორგანული მჟავა: HF, HClO, HClO 2 , HNO 2 , HCN, H 2 S, HBrO, H 3 PO 4 , H 2 CO 3 , H 2 SiO 3 , H 2 SO 3 და სხვა;
• ზოგიერთი ნაკლებად ხსნადი ლითონის ჰიდროქსიდი: Fe (OH) 3, Zn (OH) 2 და ა.შ.

ძლიერი ელექტროლიტები

ძლიერი ელექტროლიტები- ქიმიური ნაერთები, რომელთა მოლეკულები განზავებულ ხსნარებში თითქმის მთლიანად იშლება იონებად. ასეთი ელექტროლიტების დისოციაციის ხარისხი უახლოვდება 1-ს. ძლიერ ელექტროლიტებს მიეკუთვნება მრავალი არაორგანული მარილი, ზოგიერთი არაორგანული მჟავა და ფუძე წყალხსნარებში, აგრეთვე მაღალი დისოციაციის უნარის მქონე გამხსნელებში (ალკოჰოლები, ამიდები და ა.შ.).

ელექტროლიტური დისოციაციის კლასიკური თეორია გამოიყენება მხოლოდ სუსტი ელექტროლიტების განზავებული ხსნარებისთვის. განზავებულ ხსნარებში ძლიერი ელექტროლიტები თითქმის მთლიანად დაშორებულია, ამიტომ წონასწორობის კონცეფცია იონებსა და არადისოცირებულ მოლეკულებს შორის უაზროა. 20-30-იან წლებში წამოყენებული იდეების მიხედვით. მე -20 საუკუნე V.K. Semenchenko (სსრკ), N. Bjerrum (დანია), R. M. Fuoss (აშშ) და სხვები, საშუალო და მაღალი კონცენტრაციების ძლიერი ელექტროლიტების ხსნარებში წარმოიქმნება იონური წყვილი და უფრო რთული აგრეგატები. თანამედროვე სპექტროსკოპიული მონაცემები აჩვენებს, რომ იონური წყვილი შედგება საპირისპირო ნიშნის ორი იონისგან, რომლებიც კონტაქტშია („კონტაქტური იონური წყვილი“) ან გამოყოფილია ერთი ან მეტი გამხსნელის მოლეკულით („გამოყოფილი იონური წყვილი“). იონური წყვილი ელექტრული ნეიტრალურია და არ მონაწილეობს ელექტროენერგიის გადაცემაში. ძლიერი ელექტროლიტების შედარებით განზავებულ ხსნარებში წონასწორობა ცალკეულ ხსნარებულ იონებსა და იონურ წყვილებს შორის შეიძლება დახასიათდეს დაახლოებით, ელექტროლიტური დისოციაციის კლასიკური თეორიის მსგავსად, დისოციაციის მუდმივით (ან საპასუხო მნიშვნელობა - ასოციაციის მუდმივი). ეს საშუალებას აძლევს ზემოაღნიშნული განტოლების გამოყენებას ექსპერიმენტული მონაცემებიდან დისოციაციის შესაბამისი ხარისხის გამოსათვლელად.

უმარტივეს შემთხვევებში (დიდი ერთატომური ერთჯერადი დამუხტული იონები), დისოციაციის მუდმივის სავარაუდო მნიშვნელობები ძლიერი ელექტროლიტების განზავებულ ხსნარებში შეიძლება გამოითვალოს თეორიულად, იონების წმინდა ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების კონცეფციის საფუძველზე უწყვეტ გარემოში - გამხსნელი.

ძლიერი ელექტროლიტების მაგალითები: ზოგიერთი მჟავა (HClO 4, HMnO 4, H 2 SO 4, HCl, HBr; HI), ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ჰიდროქსიდები (NaOH, KOH, Ba (OH) 2); მარილების უმეტესობა.

იხილეთ ასევე

ბმულები

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წ.

ნახეთ, რა არის "ელექტროლიტური დისოციაცია" სხვა ლექსიკონებში:

ელექტროლიტური დისოციაცია- დისოციაცია გვ გვ. ნივთიერებები ელექტროლიტების ხსნარში ან დნობაში. თემები მეტალურგია ზოგადად EN ელექტროლიტური დისოციაცია… ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო

ელექტროლიტური დისოციაცია- სმ … დიდი პოლიტექნიკური ენციკლოპედია

გამხსნელთან ურთიერთქმედების შედეგად გახსნილი ნივთიერების მოლეკულების იონებად სრული ან ნაწილობრივი დაშლა. ის განსაზღვრავს ელექტროლიტური ხსნარების იონურ გამტარობას ... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

ელექტროლიტური დისოციაცია- - ხსნარის სრული ან ნაწილობრივი დაშლა იონებად. ზოგადი ქიმია: სახელმძღვანელო / A.V. Zholnin ... ქიმიური ტერმინები

ელექტროლიტური დისოციაცია- - გამხსნელთან ურთიერთქმედების შედეგად გამხსნელის მოლეკულების სრული ან ნაწილობრივი დაშლა; განსაზღვრავს ელექტროლიტური ხსნარების იონურ გამტარობას. [ტერმინოლოგიური ლექსიკონი ბეტონისა და რკინაბეტონისთვის. ფედერალური სახელმწიფო უნიტარული საწარმო "კვლევითი ცენტრი ... ... სამშენებლო მასალების ტერმინების, განმარტებებისა და განმარტებების ენციკლოპედია

ელექტროლიტური დისოციაცია- ელექტროლიტური დისოციაცია, გამხსნელთან ურთიერთქმედების შედეგად ხსნარის სრული ან ნაწილობრივი დაშლა იონებად. განსაზღვრავს ელექტროლიტების ელექტროგამტარობას. … ილუსტრირებული ენციკლოპედიური ლექსიკონი

ან იონიზაცია (lit. Svante Arrhenius, Ueber die Dissociation der in Wasser gelösten Stoffe, Zeitschr. für physikalische Chemie, 1887; Sv. Arrhenius, La dissociation électrolytique des solutions. Rapport au Congrès internat. à; ენციკლოპედიური ლექსიკონი F.A. ბროკჰაუსი და ი.ა. ეფრონი

გამხსნელთან ურთიერთქმედების შედეგად გახსნილი ნივთიერების მოლეკულების იონებად სრული ან ნაწილობრივი დაშლა. იგი განსაზღვრავს ელექტროლიტური ხსნარების იონურ გამტარობას. * * * ელექტროლიტური დისოციაცია ელექტროლიტური დისოციაცია, სრული… … ენციკლოპედიური ლექსიკონი

ელექტროლიტური დისოციაცია- ელექტროლიტინის დისოციაციის სტატუსის T sritis chemija apibrėžtis Ištirpintos medžiagos virtimas jonais jai sąveikaujant su tirpiklio molekulėmis. ატიტიკმენის: ინგლ. ელექტროლიტური დისოციაციის ინგ. ელექტროლიტური დისოციაცია... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

ელექტროლიტური დისოციაცია- elektrolitinė disociacija statusas T sritis fizika atitikmenys: ინგლ. ელექტროლიტური დისოციაციის ვოკ. elektrolytische Dissoziation, f rus. ელექტროლიტური დისოციაცია, f pranc. დისოციაციის ელექტროლიტიკა, ვ … ფიზიკურ ტერმინალში

წიგნები

• ქიმიის ტესტები. ელექტროლიტური დისოციაცია. ჟანგბადი და გოგირდი. მე-9 კლასი G. E. Rudzitis, F. G. Feldman Chemistry სახელმძღვანელოს. მე-9 კლასი

თეორია
ელექტროლიტური
დისოციაცია

მიზნები.მოსწავლეებში ჩამოყალიბდეს „ელექტროლიტური დისოციაციის“ ცნება ატომური და მოლეკულური თეორიის საფუძველზე, ს. არენიუსის ელექტროლიტური დისოციაციის თეორია და დ.ი. მენდელეევის ხსნარების ჰიდრატის თეორია. გამოავლინეთ ხსნარების ელექტრული გამტარობის მიზეზი, იმსჯელეთ თეორიის მნიშვნელობაზე და გამოყენებაზე.
აღჭურვილობა და რეაგენტები.საცდელი მილები, ორი საზომი ცილინდრი, პიპეტები, ხსნარების ელექტროგამტარობის შესამოწმებელი მოწყობილობა, სათვალეები, მინის ღეროები;
წყალი, კონცენტრირებული გოგირდის და ძმარმჟავები, მყარი ნატრიუმის ჰიდროქსიდი, ნატრიუმის ქლორიდი, სპილენძის (II) სულფატი, 100 მლ მეთილის ფორთოხლის ხსნარი აცეტონში, სპილენძის (II) სულფატის ხსნარები, ნატრიუმის ქლორიდი, კალციუმის ჰიდროქსიდი, ბარიუმის ნიტრატი, ბარიუმი. ქლორიდი, ვერცხლის ნიტრატი, მარილმჟავა, ნატრიუმის კარბონატი, მაგნიუმის ქლორიდი, ალუმინის ქლორიდი, გრანულირებული თუთია, რკინის ფხვნილი, გრანულირებული ალუმინი.

თემის მონახაზი

• არაორგანული ნაერთების სხვადასხვა კლასის წყლიანი და არაწყლიანი ხსნარების თვისებები.
• წყალში დაშლა ელექტრონული თეორიის თვალსაზრისით.
• ელექტროლიტების დისოციაცია ხსნარში.
• ელექტროლიტური დისოციაციის ხარისხი. სუსტი და ძლიერი ელექტროლიტები.

გაკვეთილების დროს

მასწავლებელი. იცოდით, რომ ნივთიერებები იხსნება არა მხოლოდ წყალში, არამედ სხვა გამხსნელებშიც? თუ კი, გთხოვთ, მოგვაწოდოთ მაგალითები.(მოსწავლეები აძლევენ გამხსნელი ნივთიერებების მაგალითებს.)
მოდით გავარკვიოთ, საჭიროა თუ არა გამხსნელი რეაქციის გასაგრძელებლად და მნიშვნელოვანია თუ არა ამ შემთხვევაში გამხსნელის ბუნება. ავიღოთ კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა და ჩავასხათ მასში თუთია. იქნება რეაქცია?(აწარმოებს ლაბორატორიულ ექსპერიმენტს.)
Სტუდენტი.თუთია გაცხელებისას რეაგირებს კონცენტრირებულ გოგირდმჟავასთან. ეს გამოყოფს გაზს SO 2 (დაწერეთ რეაქციის განტოლება დაფაზე):

მასწავლებელი.წყალბადი გამოიყოფა? და ახლა მოდით დავასხათ სინჯარის შიგთავსი (გამოცდილებიდან) საცდელ მილში წყლით, ძალიან ფრთხილად. რეაქცია დაიწყო, ბევრი სითბო გამოიყოფა. გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ რეაქცია თითქმის არ მიმდინარეობდა წყლის გარეშე, თუმცა წყალი ნორმალურ პირობებში არ ურთიერთქმედებს თუთიასთან.
მოდით გავაკეთოთ კიდევ ერთი ექსპერიმენტი. ჯერ შევურიოთ მყარი ნივთიერებები: ნატრიუმის ჰიდროქსიდი და სპილენძის (II) სულფატი, შემდეგ კი მათი ხსნარები. მყარ რეაგენტებს შორის რეაქცია არ ხდება და ხსნარში წარმოიქმნება ლურჯი ნალექი. ჩაწერეთ რვეულებში ქიმიური რეაქციის განტოლება:

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

ექსპერიმენტების შედეგებიდან ვასკვნით, რომ ქიმიურ რეაქციებში წყალი სულაც არ არის პასიური საშუალება. ნივთიერებები განიცდიან ცვლილებებს მისი გავლენის ქვეშ. წყალი იწვევს ელექტროლიტების იონებად დაშლას.
განვიხილოთ წყალში ელექტროლიტების დაშლის პროცესი. ამისათვის თქვენ უნდა გახსოვდეთ რა არის ვალენტობა და რა სახის ქიმიური ბმები იცით.
მოსწავლეები პასუხობენ კითხვებს. იონური ბმის განხილვისას ჩვენ ყურადღებას ვამახვილებთ ნატრიუმის ქლორიდის კრისტალური ბადის მოდელზე. ჩვენ ვიმეორებთ კოვალენტურ პოლარულ კავშირს წყლის მოლეკულების სტრუქტურის მაგალითის გამოყენებით.
მასწავლებელი.ზოგადად, წყლის მოლეკულა არ არის დამუხტული. მაგრამ მოლეკულის შიგნით H 2 O წყალბადის და ჟანგბადის ატომები განლაგებულია ისე, რომ დადებითი და უარყოფითი მუხტები მოლეკულის საპირისპირო ბოლოებზეა (ნახ. 1). აქედან გამომდინარე, წყლის მოლეკულა არის დიპოლური.

ელექტროლიტური დისოციაციის მექანიზმი NaCl როდესაც მარილი წყალში იხსნება, ის შედგება ნატრიუმის და ქლორის იონების თანმიმდევრული ელიმინაციისგან პოლარული წყლის მოლეკულებით. იონების გადასვლის შემდეგ Na+ და Cl - ამ იონების ჰიდრატები წარმოიქმნება კრისტალიდან ხსნარში.(შემდეგ ავხსნი სახელმძღვანელოს ნახატს (სურ. 2, იხ. გვ. 36): Feldman F.G., Rudzitis G.E.. ქიმია-9. მ.: განმანათლებლობა, 1999, გვ. 4.) და როგორ რეაგირებენ პოლარული ელექტროლიტის მოლეკულები წყლის მოლეკულებთან? განვიხილოთ ეს მარილმჟავას მაგალითის გამოყენებით (ნახ. 3,
იხილეთ გვ. 36 ) .

როდესაც მარილმჟავა იხსნება წყალში (მოლეკულებში HCl ატომებს შორის კავშირი კოვალენტური ძლიერად პოლარულია), იცვლება ქიმიური ბმის ბუნება. პოლარული წყლის მოლეკულების გავლენის ქვეშ, პოლარული კოვალენტური ბმა გარდაიქმნება იონურ ბმაში. წარმოქმნილი იონები რჩება წყლის მოლეკულებთან ასოცირებულად - დატენიანებული. თუ გამხსნელი არის არაწყლიანი, მაშინ იონებს უწოდებენ გამხსნელს.

მჟავების, ტუტეების და მარილების ხსნარებში იონების არსებობა შეიძლება დადასტურდეს გაცვლითი რეაქციებით. მოდით გავაკეთოთ შემდეგი ექსპერიმენტები:

სპილენძის (II) სულფატის ურთიერთქმედება:
ა) ბარიუმის ნიტრატი;
ბ) ბარიუმის ქლორიდი;
გ) ნატრიუმის ჰიდროქსიდი;
დ) კალციუმის ჰიდროქსიდი;

ვერცხლის ნიტრატის ურთიერთქმედება:
ე) მარილმჟავა;
ე) ნატრიუმის ქლორიდი.

დავწეროთ ქიმიური რეაქციების განტოლებები:

ა) СuSO 4 + Ba (NO 3) 2 = Cu (NO 3) 2 + BaSO 4;

ბ) CuSO 4 + BaCl 2 = CuCl 2 + BaSO 4;

გ) СuSO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + Cu (OH) 2;

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

ე) AgNO 3 + HCl = HNO 3 + AgCl;

ვ) AgNO 3 + NaCl = NaNO 3 + AgCl.

ამ რეაქციების საფუძველზე შეიძლება გაკეთდეს შემდეგი დასკვნები:
1) ლითონის იონები, ჰიდროქსილის ჯგუფები და მჟავე ნარჩენები რეაგირებენ წყალხსნარებში, როგორც თვითარსებული ნაწილაკები;
2) ჰიდროქსილის ჯგუფები, მჟავების ნარჩენები, მჟავების წყალბადის ატომები და მარილების ლითონის ატომები არის ის ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკები, რომლებიც გვხვდება მჟავების, ტუტეების და მარილების ხსნარებში.
მოდით ჩამოვწეროთ ცნების განმარტება: " ელექტროლიტური დისოციაცია- ეს არის ელექტროლიტის იონებად დაშლის პროცესი, როდესაც ის წყალში იხსნება ან დნება.
ვინაიდან იონების მიერთებული წყლის მოლეკულების რაოდენობა უცნობია, მჟავების, ტუტეებისა და მარილების დისოციაციის პროცესი უბრალოდ შემდეგნაირად არის გამოსახული:

HCl \u003d H + + Cl -,

NaOH \u003d Na + + OH -,

NaCl \u003d Na + + Cl -.

პოლიბაზური მჟავები და მჟავა მარილები იშლება ეტაპობრივად. მოლეკულებისა და იონების არასრული დისოციაციის საჩვენებლად, რომლებიც არ არიან დაკავშირებული ძლიერ ელექტროლიტებთან, გამოიყენება შექცევადობის ნიშანი. «». მაგალითად, ამისთვის H2SO4 და მისი მჟავე მარილი NaHSO4:

H 2 SO 4 \u003d H + +,

NaHSO 4 \u003d Na + +,

უხსნადი და ცუდად ხსნადი ნივთიერებების დისოციაციის განტოლებების დაწერისას აუცილებელია შეცდომების თავიდან აცილება, რომლებიც პრაქტიკულად არ იშლება იონებად ან იშლება მცირე რაოდენობით:

CaCO 3 დისოციაციის გარეშე,

СaSO 4 Ca 2+ +.

ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიაში განხილული ძირითადი ტერმინებია „ელექტროლიტები“ და „იონები“.
ელექტროლიტები- ეს არის ნივთიერებები, რომლებიც წყალში გახსნისას ან გამდნარ მდგომარეობაში იშლება იონებად.
იონებიარის ატომები ან ატომების ჯგუფები, რომლებსაც აქვთ დადებითი ( კათიონები) ან უარყოფითი ( ანიონები) დატენვა. იონები ატომებისგან განსხვავდებიან როგორც სტრუქტურით, ასევე თვისებებით. მაგალითად, შევადაროთ ატომური და მოლეკულური ქლორის თვისებები იონის თვისებებს. განვიხილოთ მათი ურთიერთობა ლითონებთან, წყალბადთან, ვერცხლის იონებთან. მეტალის ნატრიუმის თვისებები შედარებულია ნატრიუმის იონების თვისებებთან.(მოსწავლეები მოჰყავთ მაგალითები და საუბრობენ Cl ატომების, Cl 2 მოლეკულების და Cl - იონების თვისებებზე, აგრეთვე მეტალის Na და Na + იონების თვისებებზე მარილებში.)

იონების საერთო და დამახასიათებელი თვისებაა ელექტრული მუხტების არსებობა. მხოლოდ ის ხსნარები, რომლებიც შეიცავს იონებს, ატარებენ დენს. შევადაროთ მჟავების, ტუტეების, მარილების, შაქრის, ალკოჰოლის ხსნარების ელექტრული გამტარობა ხსნარების ელექტრული გამტარობის შემსწავლელი მოწყობილობის გამოყენებით (სურ. 4). ჩვენ ვხედავთ, რომ დისოციაცია არ ხდება ყველა ხსნარში. იონური თეორიის საფუძველზე, ჩვენ ჩამოვაყალიბეთ მჟავების, ფუძეების და მარილების ახალი განმარტებები, როგორც რთული ნივთიერებები, რომლებიც ქმნიან სპეციალურ იონებს წყალში დისოციაციისას. მჟავების დისოციაციის დროს მხოლოდ H + იონები იყოფა კატიონებად. ფუძეების დისოციაციის დროს მხოლოდ იონები იყოფა ანიონებადᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡ - . საშუალო მარილები იშლება ლითონის კატიონებად და მჟავე ნარჩენების ანიონებად.
შევეცადოთ ვუპასუხოთ ამ კითხვას: ყველა ელექტროლიტი თანაბრად იშლება იონებად? შევადაროთ ნატრიუმის ქლორიდის და ძმარმჟავას კონცენტრირებული ხსნარების ელექტრული გამტარობა. მარილის ხსნარში ნათურა ნათდება, ძმარმჟავაში კი - ძალიან სუსტად. ხსნარები განზავდეს მათში წყლის დამატებით. ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარის ელექტრული გამტარობა არ იცვლება, მაგრამ ძმარმჟავას ხსნარში ნათურა უფრო კაშკაშა იწვის. ნატრიუმის ქლორიდი მთლიანად იშლება კონცენტრირებულ ხსნარებშიც კი. ძმარმჟავას მოლეკულები კონცენტრირებულ ხსნარებში თითქმის არ იშლება. ძმარმჟავას განზავებისას, დისოცირებული მოლეკულების რაოდენობა იზრდება, დისოციაციის წონასწორობა მარჯვნივ გადადის:

CH 3 COOH CH 3 COO - + H +.

იონური კრისტალური მედის მქონე ნივთიერებები მთლიანად იშლება იონებად წყალხსნარებში. დისოცირებული მოლეკულების (n) რაოდენობის თანაფარდობას ხსნარში მოლეკულების მთლიან რაოდენობასთან (N) ეწოდება დისოციაციის ხარისხი (). მნიშვნელობას შეუძლია მიიღოს მნიშვნელობები 0-დან (დისოციაციის გარეშე) 1-მდე (სრული დისოციაცია).
მჟავების ზოგადი თვისებები განპირობებულია იონების არსებობით H+ ხსნარში. მჟავის (ძლიერი ან სუსტი ელექტროლიტის) აქტივობა დამოკიდებულია იონების კონცენტრაციაზე H+ ხსნარში.

საჩვენებელი გამოცდილება.ორ ჭიქაში ჩაასხით აცეტონში 50 მლ მეთილის ფორთოხლის ხსნარი. პირველ ჭიქას დაუმატეთ 1-2 წვეთი კონცენტრირებული გოგირდმჟავა, ჩნდება ჟოლოს ფერი. იმისთვის, რომ მეორე ჭიქაში იგივე ფერი გამოჩნდეს, 10-ჯერ მეტი (10–20 წვეთი) ძმარმჟავას უნდა დაამატოთ, რადგან. CH 3 COOH მჟავის დისოციაციის ხარისხი უმნიშვნელოა და წყალბადის იონების კონცენტრაცია მასში დაბალი.
დასკვნა.მჟავებისა და ფუძეების სიძლიერე განისაზღვრება მათი დისოციაციის ხარისხით.

ქიმიის ფუნდამენტური საყრდენი, დ.ი.მენდელეევის პერიოდულ სისტემასთან, ა.მ.ბუტლეროვის ორგანული ნაერთების სტრუქტურასთან და სხვა მნიშვნელოვან აღმოჩენებთან ერთად არის ელექტროლიტური დისოციაციის თეორია. 1887 წელს იგი შეიმუშავა სვანტე არენიუსმა წყალში, სხვა პოლარულ სითხეებსა და დნობაში ელექტროლიტების სპეციფიკური ქცევის ასახსნელად. მან იპოვა კომპრომისი იმ დროისთვის არსებული ხსნარების ორ კატეგორიულად განსხვავებულ თეორიას შორის - ფიზიკურსა და ქიმიურს შორის. პირველი ამტკიცებდა, რომ გამხსნელი და გამხსნელი არანაირად არ ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და ქმნიან მარტივ მექანიკურ ნარევს. მეორე ის არის, რომ მათ შორის არის ქიმიური კავშირი. აღმოჩნდა, რომ, ფაქტობრივად, ორივე თვისება თანდაყოლილია ხსნარებში.

მეცნიერების განვითარების შემდგომ ეტაპებზე, ბევრმა მეცნიერმა განაგრძო კვლევა და განვითარება ამ სფეროში, ატომების სტრუქტურისა და მათ შორის ქიმიური ბმების ბუნების შესახებ არსებული ინფორმაციის საფუძველზე. კერძოდ, ი.ა. კაბალუკოვი ეხებოდა ხსნარის პროცესების საკითხს, ვ.ა. კისტიაკოვსკიმ დაადგინა კაპილარში თხევადი სვეტის აწევის დამოკიდებულება მოლეკულურ წონაზე დუღილის ტემპერატურის პირობებში.

თეორიის თანამედროვე ინტერპრეტაცია

ამ აღმოჩენის მოსვლამდე არ იყო შესწავლილი გაყოფის პროცესების მრავალი თვისება და გარემოება, ისევე როგორც თავად გადაწყვეტილებები. ელექტროლიტური დისოციაცია არის ნივთიერების დაშლის პროცესი მის შემადგენელ იონებში წყალში ან სხვა პოლარულ სითხეებში, ნაერთის ნაწილაკების ურთიერთქმედება გამხსნელ მოლეკულებთან, დნობის გამო კრისტალური მედის კვანძებში კათიონებისა და ანიონების მობილურობის გამოჩენა. ამის შედეგად წარმოქმნილი ნივთიერებები იძენენ ახალ თვისებას – ელექტროგამტარობას.

იონები, ხსნარის ან დნობის თავისუფალ მდგომარეობაში მყოფი, ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან. მსგავსი დამუხტულები მოგერიებენ, განსხვავებით დამუხტული იზიდავენ. დამუხტული ნაწილაკები იხსნება გამხსნელის მოლეკულებით - თითოეული მათგანი მჭიდროდ არის გარშემორტყმული მკაცრად ორიენტირებული დიპოლებით კულონის მიზიდულობის ძალების მიხედვით, კონკრეტულ შემთხვევაში ისინი ჰიდრატირებულია, თუ გარემო წყალხსნარია. კატიონებს ყოველთვის აქვთ უფრო დიდი რადიუსი, ვიდრე ანიონები, მათ გარშემო ნაწილაკების სპეციფიკური განლაგების გამო, კიდეებზე ლოკალიზებული მუხტით.

დამუხტული ნაწილაკების შემადგენლობა, კლასიფიკაცია და სახელები ელექტროლიტური დისოციაციის ფონზე

იონი არის ატომი ან ატომების ჯგუფი, რომელსაც აქვს დადებითი ან უარყოფითი მუხტი. მათ ახასიათებთ პირობითი დაყოფა მარტივებად (K (+), Ca (2+) , H (+) - შედგება ერთი ქიმიური ელემენტისგან), რთული და რთული (OH (-) , SO 4 (2-), HCO 3 (- ) - რამდენიმედან). თუ კატიონი ან ანიონი ასოცირდება გამხსნელის მოლეკულასთან, მას უწოდებენ ხსნარს, H 2 O მოლეკულის დიპოლს - ჰიდრატირებული.

როდესაც ხდება წყლის ელექტროლიტური დისოციაცია, წარმოიქმნება ორი დამუხტული ნაწილაკი H (+) და OH (-). წყალბადის პროტონი იღებს ჟანგბადის გაუზიარებელ ელექტრონულ წყვილს წყლის სხვა მოლეკულიდან ვაკანტურ ორბიტალში, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ჰიდრონიუმის იონი H 3 O (+).

არენიუსის აღმოჩენის ძირითადი დებულებები

არაორგანული ნაერთების კლასების ყველა წარმომადგენელი, ოქსიდების გარდა, სითხეების ორიენტირებული დიპოლების ხსნარებში იშლება, ქიმიური თვალსაზრისით - ისინი მეტ-ნაკლებად იშლება მათ შემადგენელ იონებად. ეს პროცესი არ საჭიროებს ელექტრული დენის არსებობას; ელექტროლიტური დისოციაციის განტოლება არის მისი სქემატური წარმოდგენა.

ხსნარში ან დნობაში მოხვედრისას იონები შეიძლება ექვემდებარებოდეს ელექტრული დენის და გადაადგილდნენ კათოდის (უარყოფითი ელექტროდი) და ანოდის (დადებითი) მიმართულებით. ეს უკანასკნელი იზიდავს საპირისპიროდ დამუხტულ ატომურ აგრეგატებს. აქედან მიიღეს ნაწილაკებმა სახელები - კათიონები და ანიონები.

ნივთიერების დაშლის პარალელურად და ერთდროულად ხდება საპირისპირო პროცესი - იონების გაერთიანება თავდაპირველ მოლეკულებში, შესაბამისად, ნივთიერების ასპროცენტიანი დაშლა არ ხდება. ელექტროლიტური დისოციაციის რეაქციის ასეთი განტოლება შეიცავს ტოლობის ნიშანს მის მარჯვენა და მარცხენა ნაწილებს შორის. ელექტროლიტური დისოციაცია, ისევე როგორც ნებისმიერი სხვა რეაქცია, ემორჩილება კანონებს, რომლებიც არეგულირებენ ქიმიურ წონასწორობას და მასის მოქმედების კანონი არ არის გამონაკლისი. მასში ნათქვამია, რომ იონებად დაშლის პროცესის სიჩქარე ელექტროლიტის კონცენტრაციის პროპორციულია.

ნივთიერებების კლასიფიკაცია დისოციაციის დროს

ქიმიური ტერმინოლოგია ყოფს ნივთიერებებს უხსნად, ოდნავ ხსნად და ხსნად. ბოლო ორი არის სუსტი და ძლიერი ელექტროლიტები. ინფორმაცია გარკვეული ნაერთების ხსნადობის შესახებ შეჯამებულია ხსნადობის ცხრილში. ძლიერი ელექტროლიტების დისოციაცია შეუქცევადი პროცესია, ისინი მთლიანად იშლება იონებად. სუსტი - მხოლოდ ნაწილობრივ, მათში თანდაყოლილია ასოციაციის ფენომენი და, შესაბამისად, მიმდინარე პროცესების წონასწორობა.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ არ არსებობს პირდაპირი კავშირი ელექტროლიტის ხსნადობასა და სიძლიერეს შორის. ძლიერებში შეიძლება სუსტად იყოს გამოხატული. ისევე, როგორც სუსტი ელექტროლიტები, ისინი შეიძლება იყოს წყალში ძალიან ხსნადი.

ნაერთების მაგალითები, რომელთა ხსნარები ატარებენ ელექტროენერგიას

"ძლიერი ელექტროლიტების" კლასში შედის ყველა კარგად დისოციაციური მჟავა, როგორიცაა აზოტის, ჰიდროქლორინის, ბრომის, გოგირდის, პერქლორინის და სხვა. იმავე ზომით, ტუტე არის ტუტე ჰიდროქსიდები და "ტუტე დედამიწის ლითონების" ჯგუფის ინდივიდუალური წარმომადგენლები. მარილების ელექტროლიტური დისოციაცია ინტენსიურია, გარდა გარკვეული ციანატებისა და თიოციანატების, აგრეთვე ვერცხლისწყლის (II) ქლორიდისა.

"სუსტი ელექტროლიტების" კლასი წარმოდგენილია დანარჩენი მინერალური და თითქმის ყველა ორგანული მჟავებით: ნახშირბადის, სულფიდური, ბორის, აზოტის, გოგირდის, სილიციუმის, ძმარმჟავას და სხვა. ასევე იშვიათად ხსნადი და ნახშირწყალბადის ფუძეები და ამფოტერული ჰიდროქსიდები (მაგნიუმის, ბერილიუმის, რკინის, თუთიის ჰიდროქსიდები ჟანგვის მდგომარეობაში (2+)). თავის მხრივ, წყლის მოლეკულები ძალიან სუსტი ელექტროლიტებია, მაგრამ მაინც იშლება იონებად.

დისოციაციის პროცესების რაოდენობრივი აღწერა

ელექტროლიტური დისოციაციის ხარისხი რეალურად ახასიათებს გაყოფის პროცესის მასშტაბებს. მისი გამოთვლა შესაძლებელია - იონებად დაყოფილი ნაწილაკების რაოდენობა უნდა გაიყოს სისტემაში გახსნილი ნივთიერების მოლეკულების საერთო რაოდენობაზე. ეს მნიშვნელობა აღინიშნება ასო "ალფა".

ლოგიკურია, რომ ძლიერი ელექტროლიტებისთვის "α" უდრის ერთს, ან ასი პროცენტს, ვინაიდან დაშლილი ნაწილაკების რაოდენობა მათი საერთო რაოდენობის ტოლია. სუსტებისთვის - ყოველთვის ერთზე ნაკლები. საწყისი მოლეკულების სრული დაშლა იონებად წყალში არ ხდება და ხდება საპირისპირო პროცესი.

ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ დაშლის სისრულეზე

ელექტროლიტური დისოციაციის ხარისხზე გავლენას ახდენს მრავალი უდავო ფაქტორი. უპირველეს ყოვლისა, მნიშვნელოვანია გამხსნელის ბუნება და ნივთიერება, რომელიც იშლება მასში. მაგალითად, ყველა ძლიერ ელექტროლიტს აქვს კოვალენტური უაღრესად პოლარული ან იონური კავშირი შემადგენელ ნაწილაკებს შორის. სითხეები წარმოდგენილია დიპოლებით, კერძოდ წყალი, მოლეკულებში ხდება მუხტების გამოყოფა და მათი სპეციფიკური ორიენტაციის შედეგად ხდება გამხსნელის ელექტროლიტური დისოციაცია.

ალფა მნიშვნელობაზე საპირისპირო გავლენას ახდენს კონცენტრაცია. მისი მატებასთან ერთად მცირდება დისოციაციის ხარისხის მნიშვნელობა და პირიქით. თავად პროცესი მთლიანად ენდოთერმულია, ანუ მის დასაწყებად საჭიროა გარკვეული რაოდენობის სითბო. ტემპერატურის ფაქტორის გავლენა შემდეგნაირად არის დასაბუთებული: რაც უფრო მაღალია, მით მეტია დისოციაციის ხარისხი.

მეორადი ფაქტორები

პოლიბაზური მჟავები, როგორიცაა ფოსფორი, და მრავალი ჰიდროქსილის ჯგუფის მქონე ფუძეები, როგორიცაა Fe(OH) 3, იშლება იონებად ეტაპობრივად. დამოკიდებულების განსაზღვრა - დისოციაციის ყოველი მომდევნო ეტაპი ხასიათდება ხარისხით, რომელიც ათასობით ან ათობით ათასი ჯერ ნაკლებია წინაზე.

დაშლის ხარისხი ასევე შეიძლება შეიცვალოს სისტემაში სხვა ელექტროლიტების დამატებით, რომლებიც ცვლის ძირითადი გამხსნელის ერთ-ერთი იონის კონცენტრაციას. ეს გულისხმობს წონასწორობის გვერდზე გადასვლას, რაც განისაზღვრება Le Chatelier-Brown-ის წესით - რეაქცია მიმდინარეობს იმ მიმართულებით, რომლითაც შეინიშნება სისტემაზე გარედან განხორციელებული გავლენის განეიტრალება.

კლასიკური წონასწორობის პროცესის მუდმივი

სუსტი ელექტროლიტის დაშლის პროცესის დასახასიათებლად, გარდა მისი ხარისხისა, გამოიყენება ელექტროლიტური დისოციაციის მუდმივი (Kd), რომელიც გამოიხატება კათიონებისა და ანიონების კონცენტრაციების შეფარდებით სისტემაში საწყისი მოლეკულების რაოდენობრივ შემცველობასთან. . სინამდვილეში, ეს არის ჩვეულებრივი ქიმიური წონასწორობის მუდმივი ხსნარის იონებად დაყოფის შექცევადი რეაქციისთვის.

მაგალითად, ნაერთის შემადგენელ ნაწილაკებად დაშლის პროცესისთვის, დისოციაციის მუდმივი (K d) განისაზღვრება ხსნარის შემადგენლობაში კატიონებისა და ანიონების მუდმივი კონცენტრაციების კოეფიციენტით, რომელიც ამაღლებულია შესაბამის ხარისხებამდე. რიცხვები მათ წინ ქიმიურ განტოლებაში და დარჩენილი გაუნაწილებელი ფორმულის ერთეულების გახსნილი ნივთიერების საერთო რაოდენობა. არსებობს დამოკიდებულება - რაც უფრო მაღალია (K d), მით მეტია სისტემაში კათიონებისა და ანიონების რაოდენობა.

კავშირი სუსტი დაშლის ნაერთის კონცენტრაციას, დისოციაციის ხარისხსა და მუდმივობას შორის განისაზღვრება ოსტვალდის განზავების კანონის გამოყენებით განტოლებით: K d \u003d α 2 s.

წყალი, როგორც სუსტად დაშლილი ნივთიერება

დიპოლური მოლეკულები ძალიან მცირე რაოდენობით იშლება დამუხტულ ნაწილაკებად, რადგან ეს ენერგიულად არახელსაყრელია. მიუხედავად ამისა, ხდება წყალბადის კათიონებად და ჰიდროქსილის ანიონებად დაყოფა. ჰიდრატაციის პროცესების გათვალისწინებით, შეგვიძლია ვისაუბროთ წყლის ორი მოლეკულისგან ჰიდრონიუმის იონის და OH (-) წარმოქმნაზე.

მუდმივი დისოციაცია განისაზღვრება წყალბადის პროტონებისა და ჰიდროქსიდის ჯგუფების პროდუქტის თანაფარდობით, რომელსაც ეწოდება წყლის იონური პროდუქტი, ხსნარში გაუფუჭებელი მოლეკულების წონასწორობის კონცენტრაციასთან.

წყლის ელექტროლიტური დისოციაცია განსაზღვრავს H (+) სისტემაში არსებობას, რომელიც ახასიათებს მის მჟავიანობას, ხოლო OH (-) - ბაზისურობას. თუ პროტონისა და ჰიდროქსილის ჯგუფის კონცენტრაცია თანაბარია, ასეთ გარემოს ნეიტრალური ეწოდება. არსებობს ეგრეთ წოდებული pH ინდექსი - ეს არის ხსნარში H (+) მთლიანი რაოდენობრივი შემცველობის უარყოფითი ლოგარითმი. 7-ზე ნაკლები pH მიუთითებს იმაზე, რომ გარემო მჟავეა, მეტი - მის ტუტეზე. ეს არის ძალიან მნიშვნელოვანი მნიშვნელობა, მისი ექსპერიმენტული მნიშვნელობის მიხედვით გაანალიზებულია წყლის სხვადასხვა სისტემის ბიოლოგიური, ბიოქიმიური და ქიმიური რეაქციები - ტბები, ტბები, მდინარეები და ზღვები. წყალბადის ინდიკატორის შესაბამისობა სამრეწველო პროცესებისთვის ასევე უდაოა.

რეაქციების ჩაწერა და აღნიშვნა

ელექტროლიტური დისოციაციის განტოლება ქიმიური ნიშნების გამოყენებით აღწერს მოლეკულების შესაბამის ნაწილაკებად დაშლის პროცესებს და ეწოდება იონური. ის ბევრჯერ მარტივია ვიდრე სტანდარტული მოლეკულური და აქვს უფრო ზოგადი ფორმა.

ასეთი განტოლების შედგენისას მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული ის ფაქტი, რომ ნივთიერებები, რომლებიც რეაქციის დროს ალექს ან ამოღებულია რეაქტიული ნარევიდან, როგორც გაზის ორთქლის ნაწილი, ყოველთვის უნდა ჩაიწეროს მხოლოდ მოლეკულური ფორმით, განსხვავებით ელექტროლიტური ნაერთებისგან, რომელთა ძლიერი წარმომადგენლები მხოლოდ. იონებად გაყოფილი სახით შედის შემადგენლობაში.ხსნარები. ელექტროლიტური დისოციაცია მათთვის შეუქცევადი პროცესია, ვინაიდან შეერთება შეუძლებელია არამოშლილი ნივთიერებების ან აირების წარმოქმნის გამო. ამ ტიპის განტოლებისთვის მოქმედებს იგივე წესები, რაც სხვა ქიმიურ რეაქციებზე - მარცხენა და მარჯვენა ნაწილების კოეფიციენტების ჯამები აუცილებლად უნდა იყოს ერთმანეთის ტოლი, რათა შენარჩუნდეს მატერიალური წონასწორობა.

მჟავებისა და ფუძეების ელექტროლიტური დისოციაცია შეიძლება გაგრძელდეს რამდენიმე ეტაპად, თუ ნივთიერებები არის პოლიბაზური ან პოლიმჟავა. თითოეულ ქვერეაქციას აქვს თავისი განტოლება.

როლი ქიმიურ მეცნიერებაში და მის განვითარებაში

ფიზიკური და, კერძოდ, ელექტროქიმიური მეცნიერების ფორმირების ზოგადი პროცესისთვის უდიდესი მნიშვნელობა ჰქონდა სვანტე არენიუსის თეორიის შექმნას. ისეთი ფენომენის აღმოჩენის საფუძველზე, როგორიცაა ელექტროლიტური დისოციაცია, ინტენსიურად განვითარდა ელექტროდული პროცესები, დენების გავლის სპეციფიკა სხვადასხვა მედიაში და კათოდური ანოდის პოტენციალის ინდუქციის თეორია. გარდა ამისა, გადაწყვეტილებების თეორია მნიშვნელოვნად განვითარდა. უპრეცედენტო აღმოჩენები ელოდა ქიმიურ კინეტიკას, ლითონებისა და შენადნობების კოროზიის სფეროს, ასევე მუშაობას მისგან დაცვის ახალი საშუალებების მოსაძებნად.

თანამედროვე სამყაროში ბევრი ახალი და უცნობი რამ არის. ყოველდღე, მეცნიერები უფრო და უფრო წინ მიიწევენ ისეთი დიდი დისციპლინის ცოდნაში, როგორიცაა ქიმია. ელექტროლიტური დისოციაცია, ისევე როგორც მისი შემქმნელები და მიმდევრები, სამუდამოდ იკავებენ ადგილს მსოფლიო მეცნიერების განვითარების კონტექსტში.

წყალში ნებისმიერი ნივთიერების დაშლას თან ახლავს ჰიდრატების წარმოქმნა. თუ ამავდროულად ხსნარში გახსნილი ნივთიერების ნაწილაკებში ფორმულის ცვლილებები არ არის, მაშინ ასეთი ნივთიერებები კლასიფიცირდება როგორც არაელექტროლიტები. ისინი, მაგალითად, გაზი აზოტი N 2 სითხე ქლოროფორმი CHCl 3, მყარი საქაროზა C 12 H 22 O 11 , რომლებიც არსებობს წყალხსნარში ამ მოლეკულების ჰიდრატების სახით.
ცნობილია მრავალი ნივთიერება (ზოგადი MA-ს სახით), რომლებიც წყალში დაშლის და MA nH 2 O მოლეკულების ჰიდრატების წარმოქმნის შემდეგ განიცდიან მნიშვნელოვან ფორმულაში ცვლილებებს. შედეგად, ხსნარში ჩნდება ჰიდრატირებული იონები - M + * nH 2 O კათიონები და A * nH 2 O ანიონები:
MA * nH 2 O → M + * nH 2 O + A - * nH 2 O
ასეთი ნივთიერებებია ელექტროლიტები.
წყალხსნარში ჰიდრატირებული იონების გამოჩენის პროცესიდაურეკა ელექტროლიტური დისოციაცია(S. Arrhenius 1887 წ.).
იონური კრისტალური ნივთიერებების (M +) (A -) ელექტროლიტური დისოციაცია წყალში არის შეუქცევადირეაქცია:
(M +) (A -) (t) → (M +) (A -) (p) \u003d (M +) (p) + (A -) (p)
ასეთი ნივთიერებები ძლიერია ელექტროლიტები, ეს არის მრავალი ფუძე და მარილი, მაგალითად:

NaOH \u003d Na + + OH - K 2 SO 4 \u003d 2K + + SO 4 -
Ba (OH) 2 \u003d Ba 2+ + 2OH - Na 2 \u003d 2Na + + S 2-
MA ნივთიერების ელექტროლიტური დისოციაცია, რომელიც შედგება პოლარულიკოვალენტური მოლეკულები, არის შექცევადირეაქცია:
(M-A) (g, w, t) → (M-A) (p) ↔ M + (p) A - (p)
ასეთი ნივთიერებები კლასიფიცირდება როგორც სუსტი ელექტროლიტები, ეს არის მრავალი მჟავა და ზოგიერთი ფუძე, მაგალითად:
ა) HNO 2 ↔ H + + NO 2-
ბ) CH 3 COOH ↔ H + + CH 3 COO -
გ) H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - (პირველი ეტაპი)
HCO 3 - ↔ H + + CO 3 2- (მეორე ეტაპი)
დ) NH 3 * H 2 O ↔ NH 4 + OH -
სუსტი ელექტროლიტების განზავებულ წყალხსნარებში ჩვენ ყოველთვის ვიპოვით როგორც თავდაპირველ მოლეკულებს, ასევე მათი დისოციაციის პროდუქტებს - ჰიდრატირებულ იონებს.
ელექტროლიტების დისოციაციის ხარისხობრივ მახასიათებელს ეწოდება დისოციაციის ხარისხი და აღინიშნება ɑ 1, ყოველთვის ɑ › 0.
ძლიერი ელექტროლიტებისთვის ɑ = 1 განსაზღვრებით (ასეთი ელექტროლიტების დისოციაცია დასრულებულია).
ამისთვის სუსტიელექტროლიტები დისოციაციის ხარისხი არის დისოცირებული ნივთიერების მოლური კონცენტრაციის თანაფარდობა (s d) ნივთიერების მთლიან კონცენტრაციასთან ხსნარში (s):

დისოციაციის ხარისხი არის ერთის წილადი 100%-დან. სუსტი ელექტროლიტებისთვის ɑ ˂ С 1 (100%). ამისთვის სუსტიმჟავები H n A, დისოციაციის ხარისხი ყოველ მომდევნო ეტაპზე მკვეთრად მცირდება წინასთან შედარებით:
H 3 PO 4 ↔ H + + H 2 PO 4 - = 23,5%
H 2 PO 4 - ↔ H + + HPO 4 2- \u003d 3 * 10 -4%
HPO 4 2- ↔ H + + PO 4 3- = 2 * 10 -9%
დისოციაციის ხარისხი დამოკიდებულია ელექტროლიტის ბუნებასა და კონცენტრაციაზე, ასევე ხსნარის ტემპერატურაზე; ის იზრდება შემცირებანივთიერების კონცენტრაცია ხსნარში (ანუ როცა ხსნარი განზავებულია) ზე გათბობა.
AT განზავებულიგადაწყვეტილებები ძლიერი მჟავები H n A მათი ჰიდროთიონები H n -1 A არ არსებობს, მაგალითად:
H 2 SO 4 \u003d H + + (1 → 1)
= H + + SO 4 -2 (1 → 1)
შედეგად: H 2 SO 4 (რაზბ.) \u003d 2H + + SO 4 -2
in კონცენტრირებულიხსნარებში შესამჩნევი ხდება ჰიდროანიონების (და თუნდაც საწყისი მოლეკულების) შემცველობა:
H 2 SO 4 - (კონს.) ↔ H + + HSO 4 - (1 ˂ 1)
HSO 4 - ↔ H + + SO 4 2- (2 ˂ 1 ˂ 1)
(შეუძლებელია შექცევადი დისოციაციის ეტაპების განტოლებების ჯამი!). გაცხელებისას იზრდება 1 და 2 მნიშვნელობები, რაც ხელს უწყობს რეაქციების წარმოქმნას კონცენტრირებული მჟავების შემცველობით.
მჟავები არის ელექტროლიტები, რომლებიც დისოციაციისას წყალბადის კათიონებს აწვდიან წყალხსნარს და არ წარმოქმნიან სხვა დადებით ანიონებს:
* ასო აღნიშნავს ნებისმიერი შექცევადი რეაქციის წარმოშობის ხარისხს, მათ შორის ჰიდროლიზის ხარისხს.
H 2 SO 4 \u003d 2H + \u003d SO 4 2-, HF ↔ H + + F -
საერთო ძლიერი მჟავები:
ჟანგბადიანი მჟავები

ანოქსინის მჟავები
HCl, HBr, HI, HNCS
განზავებულ წყალხსნარში (პირობითად 10% ან 0,1 მოლარამდე) ეს მჟავები მთლიანად იშლება. ძლიერი მჟავებისთვის H n A სიაში შედის ისინი ჰიდროთიონები(მჟავა მარილების ანიონები), რომლებიც ასევე მთლიანად იშლება ამ პირობებში.
საერთო სუსტი მჟავები:
ჟანგბადიანი მჟავები

ანოქსინის მჟავები
ფუძეა ელექტროლიტები, რომლებიც დისოციაციის დროს აწვდიან ჰიდროქსიდის იონებს წყალხსნარს და არ წარმოქმნიან სხვა უარყოფით იონებს:
KOH \u003d K + + OH -, Ca (OH) 2 \u003d Ca 2+ + 2OH -
დისოციაცია იშვიათად ხსნადიფუძეებს Mg (OH) 2, Cu (OH) 2, Mn (OH) 2, Fe (OH) 2 და სხვებს არ აქვთ პრაქტიკული მნიშვნელობა.
რომ ძლიერისაფუძველი ( ტუტეები) მოიცავს NaOH, KOH, Ba(OH) 2 ზოგიერთ სხვას. ყველაზე ცნობილი სუსტი ბაზა არის ამიაკის ჰიდრატი NH 3 H 2 O.
საშუალო მარილები არის ელექტროლიტები, რომლებიც დისოციაციისას ნებისმიერ კატიონს აწვდიან წყალხსნარს, გარდაჰ + და ნებისმიერი ანიონი გარდაოჰ:
Cu(NO 3) 2 \u003d Cu 2+ + 2NO 3 -
Al 2 (SO 4) 3 \u003d 2Al 3+ + 3SO 4 2-
Na (CH 3 COO) \u003d Na + + CH 3 COO -
BaCl 2 \u003d Ba 2+ + 2Cl
K 2 S \u003d 2K + + S 2-
Mg(CN) 2 \u003d Mg 2+ + 2CN -
ეს არ ეხება მხოლოდ მაღალ ხსნად მარილებს. დისოციაცია იშვიათად ხსნადიდა პრაქტიკულად უხსნადიმარილს არ აქვს მნიშვნელობა.
დისოციაცია ანალოგიურად ორმაგი მარილები:
KAl(SO 4) 2 = K + + Al 3+ + 2SO 4 2-
Fe (NH 4) 2 (SO 4) 2 = Fe 2+ + 2NH 4 + 2SO 4 2-
მჟავა მარილები(მათი უმეტესობა წყალში ხსნადია) მთლიანად იშლება საშუალო მარილების ტიპის მიხედვით:
KHSO 4 \u003d K + + HSO 4 -
KHCr 2 O 7 \u003d K + + HCr 2 O 7 -
KH 2 PO 4 \u003d K + + H 2 PO 4 -
NaHCO 3 \u003d Na + + HCO 3 -
შედეგად მიღებული ჰიდროანიონები, თავის მხრივ, ექვემდებარება წყალს:
ა) თუ ჰიდროანიონი მიეკუთვნება ძლიერ მჟავას, მაშინ ის ასევე მთლიანად იშლება:
HSO 4 - \u003d H + + HSO 4 2-, HCr 2 O 7 - \u003d H + + Cr 2 O 7 2-
და დისოციაციის რეაქციის სრული განტოლება შეიძლება დაიწეროს როგორც:
KHSO 4 \u003d K + + H + + SO 4 2-
KHCr 2 O 7 \u003d K + + H + Cr 2 O 7 2-
(ამ მარილების ხსნარები აუცილებლად მჟავე იქნება, ასევე შესაბამისი მჟავების ხსნარები);
ბ) თუ ჰიდროტიონი მიეკუთვნება სუსტ მჟავას, მაშინ მისი ქცევა წყალში არის ორმაგი - ან არასრული დისოციაცია, როგორც სუსტი მჟავა:
H 2 PO 4 - ↔ H + + HPO 4 2- (1)
HCO 3 - ↔ H + CO 3 2- (1)

წყალთან ურთიერთქმედება (ე.წ. შექცევადი ჰიდროლიზი):
H 2 PO 4 - + H 2 O ↔ H 3 PO 4 + OH - (2)
HCO 3 - + H 2 O ↔ H 2 CO 3 + OH - (2)
12-ზე ჭარბობს დისოციაცია (და ხსნარი იქნება მჟავე), ხოლო 12-ზე ჭარბობს ჰიდროლიზი (და მარილის ხსნარი იქნება ტუტე). ასე რომ, მარილების ხსნარები ანიონებით HSO 3 -, H 2 PO 4 -, H 2 AsO 4 - და HSeO 3 იქნება მჟავე, მარილების ხსნარები სხვა ანიონებთან (მათი უმეტესობა) ტუტე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სახელწოდება "მჟავე" მარილების უმეტესი ჰიდროანიონებით არ ნიშნავს იმას, რომ ეს ანიონები იქცევიან მჟავების მსგავსად ხსნარში (ჰიდროანიონების ჰიდროლიზი და 1 და 2 შორის თანაფარდობის გამოთვლა მხოლოდ უმაღლეს სასწავლებლებშია შესწავლილი).

მთავარიმარილები MgCl(OH), CuCO 3 (OH) 2 და სხვა უმეტესად პრაქტიკულად წყალში უხსნადია და წყალხსნარში მათი ქცევის განხილვა შეუძლებელია.