Подготовительным этапом электролитической диссоциации является сольватация вещества (этап 1). Далее полярные молекулы (например, HCl) поляризуются в силовом поле окружающих их диполей растворителя, и вследствие сильного смещения связывающих электронов связь становится ионной. Происходит ионизация молекулы (этап 2), а затем гетеролитическая диссоциация связи с образованием гидратированных ионов:
HCl(г) + nH2O = H+(H2O)x + Cl-(H2O)n-x.
Сольватация вещества наблюдается и при растворении преимущественно ионных кристаллов (например, NaCl) в воде. Взаимодействие с полярными молекулами растворителя способствует ослаблению связей в кристалле и обеспечивает возможность перехода ионов Na и Cl в раствор с образованием гидратированных ионов:
NaCl + nH2O Na+(H2O)x + Cl-(H2O)n-x.
Количество молекул в сольватной оболочке меняется в зависимости от природы иона, температуры и концентрации раствора. Поэтому формулой невозможно точно передать состав сольвата, т.к. он может быть, например, Na+(H2O)6, Na+(H2O)23 и др. Исключение составляют ионы металлов, являющиеся комплексообразователями с определенным координационным числом, молекулы воды составляют его внутреннюю гидратную сферу, поэтому в ионных уравнениях их записывают: [Cu(H2O)4]2+, [Al(H2O)6]3+ и т.п.
|
|
В водных растворах практически отсутствует в свободном состоянии ион H+, т.к. его сильные акцепторные свойства обусловливают протекание химической реакции с участием воды:
H+ + H2O = H3O+.
На 1 моль ионов гидроксония H3O+ приходится лишь 10 моль ионов H+. Однако, такая запись слишком громоздка и поэтому в ионных уравнениях принято записывать символы свободных ионов:
HCl H+ + Cl-
NaCl Na+ + Cl-
По способности вещества распадаться или не распадаться в расплаве или растворе на ионы различают, соответственно, электролиты и неэлектролиты.
Электролиты - это вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток. К электролитам принадлежат большинство солей и гидроксиды.
Неэлектролиты - это сложные вещества, которые не распадаются на ионы и вследствие чего их растворы и расплавы не проводят электрический ток. К неэлектролитам относят большую часть органических соединений, например, бензол, глюкозу, крахмал (важнейшие исключения: органические кислоты и оранические основания).