ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Растворы электролитов из "Краткий курс физической химии" До сих пор почти не рассматривались свойства растворов веществ, распадающихся на ионы — электролитов. Между тем такие растворы представляют значительный интерес для техники, в частности в связи с получением и рафинированием металлов с помощью электролиза. [c.107] Свойства подобных растворов, например водных растворов кислот, оснований и солей, обусловлены самопроизвольной диссоциацией их молекул на ионы. Одним из следствий этого является электропроводность растворов электролитов. [c.107] Аррениус полагал, что растворы электролитов имеют свойства разбавленных растворов повышение температуры кипения (АГк) и понижение температуры замерзания (ДГа) определяются только концентрациями растворенных веществ, т.е. числом частиц в единице объема, а не их природой. Поэтому в растворах электролитов величины АГк и АГз должны увеличиваться в I раз по сравнению с растворами неэлектролитов той же концентрации т . Таким образом, для электролитов АГ = = 1КзГП и АТз= КзГП, т. е. по измерениям АГ и АГэ можно найти I и а. [c.108] Перенос электричества через раствор при введении в него двух электродов, соединенных с источником электродвижущей силы, осуществляется благодаря движению катионов и анионов в противоположных направлениях. При постоянных температуре и концентрации число всех ионов в растворе постоянно. Поэтому смысл уравнения (УП.2) в том, что увеличение I при возрастании Е происходит в результате увеличения скорости движения ионов. Такое движение подобно движению твердого шарика в вязкой среде. [c.109] Каждый ион в результате соударения с окружающими частицами совершает беспорядочные движения (скачки). Однако благодаря постоянно действующей силе поля скачки чаще совершаются в сторону электрода, имеющего знак, противоположный знаку заряда иона, и результирующее движение происходит в направлении поля. [c.109] Величины и й- называются абсолютными подвижностями ионов, т. е. это скорости в см/с, с которыми ионы двигаются при Е= В/см. В водных растворах величины /г+ и /г имеют порядок 10 см2/(с-В). [c.110] Удельная электропроводность и сначала возрастает с разбавлением в результате увеличения а и вызываемого при этом роста числа носителей тока — нонов. Затем, пройдя через максимум, уменьшается, так как число ионов в единице объема убывает. Эквивалентная электропроводность, наоборот, монотонно увеличивается с разбавлением вследствие роста числа ионов и достигает предельного значения i o прн полной диссоциации (а = 1). При этом, как видно из уравнения (VII.5), Яоо аддитивно складывается из подвижностей катиона и аниона, т. е. соблюдается закон независимого перемещения ионов . Величины Яоо находят экстраполяцией измеренных значений Яс на нулевую концентрацию. [c.111] Для некоторых электролитов, которые называются слабыми (NH4OH, СНзСООН, многие органические основания и кислоты), величины а, найденные из измерений АГк и АГз и по электропроводности, хорошо согласуются между собой. [c.111] В противоположность слабым, сильные электролиты отличаются тем, что в них практически нет недиссоци-ированных молекул, т.е. а=1. Кристаллы типичных сильных электролитов (например, Na l) построены полностью из ионов, упорядоченно расположенных в узлах пространственной решетки, как это показывает рентгеновский анализ, т. е. уже в твердом состоянии они ие содержат молекул. Ионы удерживаются в узлах решетки преимущественно благодаря электростатическим силам. При плавлении энергия теплового движения настолько увеличивается, что ионы приобретают высокую иодвижность, и такие расплавы проводят электрический ток. [c.111] При растворении сильных электролитов в воде, имеющей большую диэлектрическую постоянную, электростатические силы между ионами уменьшаются и так же, как при плавлении, ионы приобретают подвижность. Это обусловлено взаимодействием дипольных моментов молекул воды с зарядами ионов, т. е. гидратацией. Такое взаимодействие может быть не только электростатическим, но и химическим. Так, ион водорода образует с водой ион гидроксония Н3О+, имеющий природу молекулы типа аммиака. [c.112] Поведение водных растворов сильных электролитов не подчиняется относительно простым закономерностям, характерным для слабых электролитов, что обусловлено сильным взаимодействием между свободными ионами. [c.112] Вернуться к основной статье