Qual è la teoria della dissociazione dell'elettrolita?
La teoria della dissociazione elettrolitica si riferisce alla separazione della molecola da un elettrolita nei suoi atomi costituenti.
La dissociazione degli elettroni è la separazione di un composto nei suoi ioni nella soluzione in arrivo. La dissociazione elettrolitica si verifica a seguito dell'interazione tra il soluto e il solvente.
I risultati ottenuti negli spettroscopi indicano che questa interazione è principalmente di natura chimica.
Oltre alla capacità di solvatazione delle molecole di solvente e alla costante dielettrica del solvente, una proprietà macroscopica svolge anche un ruolo importante nella dissociazione elettrolitica.
La teoria classica della dissociazione elettrolitica fu sviluppata da S. Arrhenius e W. Ostwald durante il 1880.
Si basa sulla presunzione della dissociazione incompleta del soluto, caratterizzata dal grado di dissociazione, che è la frazione delle molecole di elettrolita che si dissociano.
L'equilibrio dinamico tra molecole dissociate e ioni è descritto dalla legge dell'azione di massa.
Ci sono diverse osservazioni sperimentali che supportano questa teoria, tra cui: gli ioni presenti negli elettroliti solidi, l'applicazione della legge di Ohm, la reazione ionica, il calore della neutralizzazione, le proprietà anomale colligative e il colore della soluzione, tra altri.
Teoria della dissociazione elettrolitica
Questa teoria descrive soluzioni acquose in termini di acidi, che si dissociano per offrire ioni idrogeno e basi che si dissociano per offrire ioni idrossile. Il prodotto di un acido e una base sono sale e acqua.
Questa teoria fu esposta nel 1884 per spiegare le proprietà delle soluzioni elettrolitiche. È anche conosciuto come teoria degli ioni.
Principali basi della teoria
Quando un elettrolito si dissolve in acqua, si separa in due tipi di particelle cariche: una carica una carica positiva e l'altra carica una carica negativa.
Queste particelle cariche sono chiamate ioni. Gli ioni caricati positivamente sono chiamati cationi e quelli che sono caricati negativamente sono indicati come anioni.
Nella sua forma moderna, la teoria presuppone che gli elettroliti solidi siano composti da ioni tenuti insieme dalle forze elettrostatiche di attrazione.
Quando un elettrolita viene disciolto in un solvente, queste forze si indeboliscono e quindi l'elettrolita passa attraverso una dissociazione in ioni; gli ioni sono dissolti.
Il processo di separazione delle molecole in ioni da un elettrolita è chiamato ionizzazione. La frazione del numero totale di molecole presenti nella soluzione come ioni è conosciuta come il grado di ionizzazione o grado di dissociazione. Questo grado può essere rappresentato dal simbolo α.
È stato osservato che tutti gli elettroliti non ionizzano allo stesso livello. Alcuni sono quasi completamente ionizzati, mentre altri sono debolmente ionizzati. Il grado di ionizzazione dipende da diversi fattori.
Gli ioni presenti nella soluzione si riuniscono costantemente per formare molecole neutre, creando così uno stato di equilibrio dinamico tra molecole ionizzate e non ionizzate.
Quando una corrente elettrica viene trasmessa attraverso la soluzione elettrolitica, gli ioni positivi (cationi) si spostano verso il catodo e gli ioni negativi (anioni) si spostano verso l'anodo per scaricarsi. Ciò significa che si verifica elettrolisi.
Soluzioni elettrolitiche
Le soluzioni elettrolitiche sono sempre di natura neutra poiché la carica totale di un insieme di ioni è sempre uguale alla carica totale dell'altra serie di ioni.
Tuttavia, non è necessario che il numero dei due gruppi di ioni sia sempre uguale.
Le proprietà degli elettroliti nella soluzione sono le proprietà degli ioni presenti nella soluzione.
Ad esempio, una soluzione acida contiene sempre ioni H + mentre la soluzione base contiene ioni OH e le proprietà caratteristiche delle soluzioni sono quelle con ioni H- e OH-, rispettivamente.
Gli ioni agiscono come molecole verso la depressione del punto di congelamento, aumentando il punto di ebollizione, abbassando la pressione del vapore e stabilendo la pressione osmotica.
La conducibilità della soluzione elettrolitica dipende dalla natura e dal numero di ioni quando la corrente viene caricata attraverso la soluzione dal movimento degli ioni.
Gli ioni
La teoria classica della dissociazione elettrolitica è applicabile solo a soluzioni diluite di elettroliti deboli.
Gli elettroliti forti nelle soluzioni diluite sono virtualmente completamente dissociati; di conseguenza, l'idea di un equilibrio tra ioni e molecole dissociate non ha importanza.
Secondo i concetti chimici, le coppie di ioni e gli aggregati più complessi si formano in soluzioni elettrolitiche forti a medie e alte concentrazioni.
Dati moderni indicano che le coppie di ioni consistono di due ioni di carica opposti in contatto o separati da una o più molecole di solvente. Le coppie di ioni sono elettricamente neutre e non partecipano alla trasmissione di elettricità.
In soluzioni relativamente diluite di forti elettroliti, l'equilibrio tra ioni disciolti singolarmente e coppie di ioni può essere descritto approssimativamente in modo simile alla teoria classica della dissociazione elettrolitica mediante dissociazione costante.
Fattori legati al grado di ionizzazione
Il grado di ionizzazione di una soluzione elettrolitica dipende dai seguenti fattori:
- Natura del soluto : quando le parti ionizzabili della molecola di una sostanza sono unite da legami covalenti invece di legami elettrovalenti, nella soluzione vengono forniti meno ioni. Queste sostanze sono alcuni elettroliti deboli. Da parte sua, elettroliti forti sono quasi completamente ionizzati nella soluzione.
- Natura del solvente : la funzione principale del solvente è di indebolire le forze elettrostatiche di attrazione tra due ioni per separarle. L'acqua è considerata il miglior solvente.
- Diluizione : la capacità di ionizzazione di un elettrolita è inversamente proporzionale alla concentrazione della sua soluzione. Pertanto, il grado di ionizzazione aumenta con l'aumento della diluizione della soluzione.
- Temperatura : il grado di ionizzazione aumenta con l'aumento della temperatura. Questo perché a temperature più elevate, la velocità molecolare aumenta, superando le forze attrattive tra gli ioni.
