Учебник для 11 класса

ХИМИЯ

§ 15. Электролитическая диссоциация

В первой половине XIX в. М. Фарадей ввел понятие об электролитах и неэлектролитах. Электролитами он назвал вещества, водные растворы которых проводят электрический ток, а неэлектролитами — вещества, водные растворы которых не проводят электрический ток.

Для объяснения свойств водных растворов электролитов шведский ученый С. Аррениус (1859—1927) в 1887 г. предложил теорию электролитической диссоциации.

Согласно этой теории, при растворении в воде электролиты распадаются на ионы. Этот процесс назвали электролитической диссоциацией. Растворы веществ тогда становятся проводниками электрического тока, когда они содержат ионы (положительно или отрицательно заряженные частицы), которые в электрическом поле приходят в направленное движение. Но эта теория не ответила на некоторые вопросы, например: почему одни вещества являются электролитами, а другие нет? Какую роль в образовании ионов играет растворитель?

Представления о диссоциации электролитов получили развитие в работах русских химиков И. А. Каблукова и В. А. Кистяковского. Они применили к объяснению процесса электролитической диссоциации химическую теорию растворов Д. И. Менделеева. Как известно, он экспериментально доказал, что при растворении электролитов происходит химическое взаимодействие растворенного вещества с водой, которое приводит к образованию гидратов. Затем было установлено, что они диссоциируют на ионы. Эти ионы связаны с молекулами воды, т. е. являются гидратированными. Гидратированные ионы в растворе находятся в постоянном хаотическом движении. Если же в этот раствор поместить противоположно заряженные электроды, то положительные ионы начнут двигаться к катоду — их назвали катионами, а отрицательные будут двигаться к аноду — и потому их назвали анионами.

Проникнуть в сущность процесса электролитической диссоциации помогло установление природы химической связи.

Свойства негидратированных и гидратированных ионов (окруженных связанными с ними молекулами воды) отличаются. Вы, очевидно, помните синие кристаллы медного купороса CuSO₄ • 5Н₂O, эту окраску ему придают гидратированные ионы меди Сu₂₊ • 4Н₂O, в то время как негидратированные ионы меди Сu₂₊ в безводных кристаллах сульфата меди (II) CuSO₂ бесцветны.

По свойствам ионы отличаются от атомов. Так, атомы натрия образуют простое вещество — металл натрий Na. Он активно взаимодействует с водой, вытесняя из нее водород, а гидратированные ионы натрия этой способностью не обладают. Атомы хлора объединяются в двухатомные молекулы хлора Сl₂. Простое вещество хлор Сl₂ имеет желто-зеленую окраску, удушливый запах, а гидратированные ионы хлора бесцветны и не имеют запаха. Молекулы водорода, состоящие из двух атомов Н₂, образуют бесцветный горючий газ, который плохо растворяется в воде, а ионы водорода не горят и окрашивают лакмус в красный цвет.

Электролитами могут быть только вещества с ионной и ковалентной полярной связями. Вы знаете такие вещества — это соли, основания, кислоты. Вспомните определения классов этих веществ с точки зрения теории электролитической диссоциации.