Електрическа дисоциация: теоретични основи на електрохимията

Електрическата дисоциация играе огромна роля в живота ни, въпреки че обикновено не мислим за това. С това явление се свързва проводимостта на соли, киселини и основи в течна среда. От първите сърдечни ритми, причинени от "на живо" с ток в човешкото тяло, осемдесет процента от които се състои от течности, за автомобили, мобилни телефони и плейъри, акумулаторни батерии, които по своята същност са електрохимични батерии, - навсякъде около нас невидимо електрически дисоциация.

В гигантски отровни изпарения от резервоари, които се разтопяват при високи температури на бокситите чрез електролитен метод, се получава "крилатен" метал-алуминий. Всички предмети около нас, от хромиран радиатора покрива обеци в ушите ви се сблъскват с все по решения или разтопени соли, а оттам и на явлението. Знае се, че електрическата дисоциация се изследва от целия клон на науката - електрохимията.

Когато се разтваря молекулата течност-разтворител химическо свързване с молекули на разтвореното вещество, образуващи солвати. Във воден разтвор на дисоциация са най-чувствителни соли, киселини и основи. В резултат на този процес молекулите на разтвореното вещество могат да се разпадат на йони. Например, под въздействието на воден разтворител, Na йони⁺ и CI^-, които са в йонния кристал на NaCl, преминават в разтворителната среда в вече ново качество на солватираните (хидратирани) частици.

Това явление, което по същество е процесът на пълно или частично разтваряне на разтвореното вещество в йони в резултат на действието на разтворител и се нарича "електрическа дисоциация". Този процес е изключително важен за електрохимията. От голямо значение е фактът, че дисоциацията на сложните многокомпонентни системи се характеризира със стъпка по стъпка. Това явление се характеризира и с рязко увеличение на броя на йоните в разтвора, което отличава електролитните вещества от неелектролитните.

По време на електролизата йони имат ясна посока на движение: на частици с положителен заряд (катиони) - на отрицателно зареден електрод, наречен катода и положителни йони (аниони) - към анода на електрода противоположен заряд, където те се изхвърлят. Катионите се редуцират и анионите се окисляват. Следователно дисоциацията е обратим процес.

Една от основните характеристики на това електрохимичен процес е степента на електролитната дисоциация, което се изразява чрез съотношението на хидратираните частици към общия брой на молекулите разтварят вещество. Колкото по-висока е тази стойност, толкова по-силен е електролитът. На тази основа всички вещества се разделят на слаби, средни и силни електролити.

Степента на дисоциация зависи от следните фактори: а) естеството на разтвореното вещество; б) естеството на разтворителя, неговата диелектрична константа и полярност - в) концентрация на разтвора (колкото по-нисък е индексът, толкова по-голяма е степента на дисоциация) - г) температурата на разтварящата среда. Например дисоциация оцетна киселина може да се изразява чрез следната формула:

СН₃COOH H⁺ + СН₃COO^-

Силните електролити се дисоциират практически необратимо, тъй като във водния им разтвор няма оригинални молекули и нехидратирани йони. Трябва също да се добави, че всички вещества, които имат йонен и ковалентен полярен тип химически връзки, са чувствителни към дисоциация. Теория на електролитната дисоциация формулира изключителния шведски физик и химик Сванте Архниус през 1887 г.