Электролиттік диссоциация теориясының кемшіліктері

Электролит ерітінділер деп қ озғ алыстағ ы иондардың кө мегімен электрлік ток ө ткізетін ерітінділерді айтады.

Электрохимия қ ұ рамына электролиз процестері мен оларғ а кері жү ретін гальваникалық элементтердегі процестер де енеді. Мұ ндағ ы бірінші жә не екінші процестерде электролиттер ерітінділері (балқ ыма) мен кө біне металл пластинкасынан жасалғ ан электродтардан тұ рады.

Электр ө ткізгіштік қ асиеттері бойынша бү кіл ерітінділер электролиттер жә не электролит еместер деп екі топқ а бө лінеді. Электр тогын ө ткізетін ерітінділерді электролиттер деп атайды. Электролит ерітінділерінің электр ө ткізгіштігін, коллигативтік қ асиеттерін жә не электролиз қ ұ былысын тү сіндіру ү шін швед ғ алымы Сванте Аррениус 1880 жылы электролиттік диссоциациялану теориясын ұ сынды. Бұ л теорияның негізгі қ ағ идалары:

1. Электролиттер суда (немесе басқ а еріткіште) ерігенде оң жә не теріс зарядталғ ан иондарғ а диссоциацияланады (ыдырайды).

2. Электр ө рісінде оң зарядталғ ан иондар катодқ а қ арай жылжиды, сондық тан оларды катиондар дейді, ал теріс зарядталғ ан иондар анодқ а қ арай жылжиды, сондық тан оларды аниондар дейді.

3. Диссоциация процесі – қ айтымды процесс. Себебі электролит молекулалары ыдырағ анда тү зілген катиондар мен аниондар қ айтадан бірігіп (ассоциация) молекулалар тү зіп жатады. Сондық тан диссоциациялану процесінің тең деуінде тең дік белгісінің орнына қ айтымдылық белгісін (↔) қ ою керек. Ал, кез келген қ айтымды процесс бір кезде тепе-тең дік кү йге келеді.

Диссоциациялану дә режесін сан жағ ынан сипаттау ү шін диссоциациялану дә режесі (α) жә не диссоциациялану константасы (К_д) ұ ғ ымдары қ олданылады. Диссоциациялану дә режесі (α) деп диссоциацияланғ ан молекулалар санының молекулалардың жалпы санына қ атынасын айтады. Оны бірлік ү леспен немесе пайызбен (%) сипаттайды:

Диссоциациялану процесіне мынадай факторлар ә сер етеді:

1. Еріген заттың табиғ аты. Мысалы, натрий хлориді сірке қ ышқ ылына қ арағ анда ө те жақ сы диссоциацияланады, ал қ ант суда жақ сы ерігенмен, оның молекулалары мү лде диссоциацияланбайды.

2. Еріткіштің табиғ аты. Еріткіштің ә сері оның диэлектрлік тұ рақ тылығ ына (ε) байланысты. Мысалы, (ε) (Н₂О) = 80, 4, ал (ε) (бензол) = 2, 3. Кулон заң ы бойынша ә ртү рлі зарядталғ ан екі бө лшектің электростатикалық тартылыс кү ші (F) олардың зарядтарының шамасына (q₁ жә не q₂), ара қ ашық тығ ына (r) ғ ана емес, сол зарядтар ә рекеттесіп тұ рғ ан ортаның диэлектрлік тұ рақ тылығ ына да байланысты:

;

Мысалы, суда иондардың тартылыс кү ші вакуумғ а қ арағ анда 80, 4 есе аз. Сондық тан хлорсутек суда жақ сы диссоциацияланады, ал бензолда іс-жү зінде диссоциацияланбайды десе де болады.

3. Температура. Температураның ә сері Ле-Шателье принципіне сай болады. Егер процесс экзотермиялық болса, онда температура жоғ арылағ ан сайын диссоциациялану дә режесі тө мендейді, ал егер процесс эндотермиялық болса, онда – жоғ арылайды. Алынғ ан мә ліметтер бойынша, температура жоғ арылағ ан сайын кү шті электролиттердің диссоциациялану дә режесі тө мендейді, ал ә лсіз электролиттерде 60⁰С шамасында максимум байқ алады.

4. Ерітіндінің концентрациясы. Ле-Шателье принципі бойынша ерітіндінің концентрациясы артқ ан сайын диссоциялану дә режесі кемиді.

Аттас ионның ә сері. Ле-Шателье принципі бойынша аттас ионды қ осқ анда,

Реал ерітінділер идеал ерітінділердің заң дарына бағ ынбайды.

Еріген кезде еріткішпен ә рекеттесіп, иондарғ а диссоциацияланып, ерітіндіге ток ө ткізгіштік қ абілет беретін заттарды электролиттер дейді.

Электролиттер диссоциациялану қ абілетіне орай шартты екі топқ а бө лінеді: ә лсіз жә не кү шті электролиттер.

Ә лсіз электрлиттердің молекулалары тү гелдей диссоциацияланбайды, яғ ни иондарғ а ыдырамайды. Оларғ а органикалық қ ышқ ылдардың басым кө пшілігін, кейбір тұ здарды жатқ ызуғ а болады.

Электролиттердің кү шін диссоциациялану дә режесі (a) арқ ылы сипаттайды. Берілген электролиттердің диссоциациялану дә режесі a< 0, 3болса, ол ә лсіз, ал a> 0, 3 болса кү шті электролит делінеді.

Диссоциациялану дә режесі концентрация сияқ ты кө птеген ө лшемдерге тә уелді болады. Оны диссоциация константасы арқ ылы ө рнектеу ың ғ айлы, яғ ни

к=a²с

Бұ л ө рнекті Оствальдың сұ йылту заң ы дейді.

Диссоциация константасы температурағ а тә уелді шама.

Аррениус теориясы тұ рғ ысынан тұ здардың гидролиздену реакциялары тү сіндіріледі.

Аррениус теориясы тұ рғ ысынан қ ышқ ылдар мен негіздерге алғ аш рет ғ ылыми анық тама берілді.

Аррениустың электролиттік диссоциация ториясының кемшіліктері де бар:

1) электролиттердің диссоциацияғ а ұ шырау жағ дайларын қ арастырмайды;

2) электролиттік диссоциация процесі ө здігінен жү ретін процесс екенін, яғ ни иондық кристалдық тордың бұ зылуына қ ажетті энергия қ айдан алынатынын Аррениус теориясы ашпайды;

3) электролит ерітінділері идеал газдардың қ оспасы тә різдес деп қ арастырылатындық тан ерітіндіде байқ алатын сольваттану процестер ескерілмейді.