- תיאוריית דיסוציאציה אלקטרוליטית
- בסיסים עיקריים של התיאוריה
- פתרונות אלקטרוליט
- יונים
- גורמים הקשורים למידת היינון
- הפניות
תיאוריה של ניתוק אלקטרוליטי מתייחסת ההפרדה של מולקולה אלקטרוליט לאטומים המרכיבים אותה. ניתוק אלקטרונים הוא הפרדת תרכובת ליונים שלו בפתרון הנכנס. ניתוק אלקטרוליטי מתרחש כתוצאה מאינטראקציה של המומס והממס.
תוצאות שבוצעו בספקטרוסקופים מעידות כי אינטראקציה זו היא בעיקר כימית באופייה. בנוסף ליכולת הפיתרון של מולקולות ממס ולקבוע הדיאלקטרי של הממס, תכונה מקרוסקופית, הוא ממלא גם תפקיד חשוב בניתוק אלקטרוליטי.
התיאוריה הקלאסית של דיסוציאציה אלקטרוליטית פותחה על ידי ש. ארהניוס וו. אוסטוולד בשנות ה- 1880. היא מבוססת על ההנחה של ניתוק לא מושלם של המומס, המאופיין במידת הניתוק, שהוא החלק של המולקולות במערכת אלקטרוליט שמתנתק.
שיווי המשקל הדינאמי בין מולקולות מתנות לבין יונים מתואר על ידי חוק הפעולה ההמונית.
ישנן מספר תצפיות ניסיוניות התומכות בתיאוריה זו, ביניהן: היונים המצויים באלקטרוליטים מוצקים, יישום חוק אוהם, התגובה היונית, חום הנטרול, התכונות הקולגטיביות החריגות, וצבע התמיסה, בין אחרים.
תיאוריית דיסוציאציה אלקטרוליטית
תיאוריה זו מתארת פתרונות מימיים במונחים של חומצות, שמתנתקות כדי להציע יוני מימן, ובסיסים שמתנתקים כדי להציע יוני הידרוקסיל. תוצר של חומצה ובסיס הוא מלח ומים.
תיאוריה זו נחשפה בשנת 1884 כדי להסביר את התכונות של פתרונות אלקטרוליטים. זה ידוע גם בשם תורת היונים.
בסיסים עיקריים של התיאוריה
כאשר מתמוסס אלקטרוליט במים הוא נפרד לשני סוגים של חלקיקים טעונים: האחד טעון מטען חיובי והשני במטען שלילי. החלקיקים הטעונים הללו נקראים יונים. היונים הטעונים באופן חיובי נקראים קטיונים ואלו שטעונים באופן שלילי מכונים אניונים.
במתכונתה המודרנית, התיאוריה מניחה כי אלקטרוליטים מוצקים מורכבים מיונים המוחזקים יחד על ידי כוחות המשיכה האלקטרוסטטיים.
כאשר אלקטרוליט מומס בממס, כוחות אלה נחלשים ואז האלקטרוליט עובר דיסוציאציה ליונים; היונים מומסים.
תהליך הפרדת המולקולות ליונים באלקטרוליט נקרא יינון. החלק של המספר הכולל של מולקולות שנמצאות בתמיסה כ- יוני מכונה מידת היינון או מידת הניתוק. ניתן לייצג תואר זה על ידי הסמל α.
נצפה כי כל האלקטרוליטים אינם מייננים לאותה רמה. חלקם מיוננים כמעט לחלוטין ואילו אחרים מיוננים חלש. מידת היינון תלויה במספר גורמים.
היונים הקיימים בתמיסה נפגשים כל העת ויוצרים מולקולות ניטרליות, ובכך יוצרים מצב של שיווי משקל דינמי בין מולקולות מיוננות ללא מיוננות.
כאשר מועבר זרם חשמלי דרך תמיסת האלקטרוליט, היונים החיוביים (הקטיונים) נעים לכיוון הקתודה, והיונים השליליים (האונים) נעים לכיוון האנודה לפריקה. משמעות הדבר היא כי אלקטרוליזה מתרחשת.
פתרונות אלקטרוליט
פתרונות אלקטרוליטיים הם תמיד ניטרליים מטבעם שכן המטען הכולל של קבוצת יונים אחת שווה תמיד למטען הכולל של קבוצת היונים האחרת. עם זאת, אין זה הכרחי שמספר שתי קבוצות היונים חייב להיות שווה תמיד.
תכונות האלקטרוליטים שבתמיסה הן תכונות היונים הקיימים בתמיסה.
לדוגמא, פיתרון חומצי מכיל תמיד יוני H + ואילו הפיתרון הבסיסי מכיל יוני OH והמאפיינים האופייניים לפתרונות הם אלה עם יוני H- ו OH- בהתאמה.
היונים פועלים כמולקולות לעבר שקע נקודת הקפאה, מרימים את נקודת הרתיחה, מורידים את לחץ האדים ומבססים את הלחץ האוסמוטי.
המוליכות של הפיתרון האלקטרוליטי תלויה באופי ובמספר היונים כאשר הזרם נטען דרך הפתרון על ידי תנועת יונים.
יונים
התיאוריה הקלאסית של ניתוק אלקטרוליטי חלה רק על פתרונות מדוללים של אלקטרוליטים חלשים.
אלקטרוליטים חזקים בתמיסות מדוללות מתנתקים כמעט לחלוטין; כתוצאה מכך הרעיון של שיווי משקל בין יונים למולקולות המנותקות אינו חשוב.
על פי תפיסות כימיות, זוגות היונים והמצטבר המורכבים ביותר נוצרים בתמיסות של אלקטרוליטים חזקים בריכוזים בינוניים וגבוהים.
נתונים מודרניים מצביעים על כך שזוגות יונים מורכבים משני יונים טעונים מנוגדים במגע או מופרדים על ידי מולקולות ממס אחד או יותר. זוגות היונים ניטרלים חשמלית ואינם משתתפים בהעברת חשמל.
בתמיסות מדוללות יחסית של אלקטרוליטים חזקים, ניתן לתאר את שיווי המשקל בין יוני מומסים בנפרד לזוגות יונים באופן דומה לתאוריה הקלאסית של ניתוק אלקטרוליטי על ידי ניתוק מתמיד.
גורמים הקשורים למידת היינון
מידת היינון של תמיסת אלקטרוליט תלויה בגורמים הבאים:
- אופי המומס : כאשר החלקים הניתנים למיסוי של מולקולת החומר מוחזקים יחד על ידי קשרים קוולנטיים ולא על ידי קשרים אלקטרואלוונטיים, פחות יונים מסופקים לתמיסה. חומרים אלה הם אלקטרוליטים חלשים מסוימים. מצדם, אלקטרוליטים חזקים מיוננים כמעט לחלוטין בתמיסה.
- אופי הממס : תפקידו העיקרי של הממס הוא להחליש את כוחות המשיכה האלקטרוסטטיים בין שני יונים כדי להפריד ביניהם. מים נחשבים להמיס הטוב ביותר.
- דילול : יכולת היינון של אלקטרוליט היא ביחס הפוך לריכוז הפיתרון שלו. לפיכך, מידת היינון עולה עם התגברות הדילול של התמיסה.
- טמפרטורה : מידת היינון עולה עם עליית הטמפרטורה. הסיבה לכך היא שבטמפרטורות גבוהות יותר המהירות המולקולרית עולה, ועולה על הכוחות האטרקטיביים בין היונים.
הפניות
- ניתוק אלקטרוליטי. נשלח מ- dictionary.com.
- ניתוק אלקטרוליטי. התאושש מ- encyclopedia2.thefreedictionary.com.
- תיאוריה של דיסוציאציה אלקטרוליטית. התאושש מ- vocabulary.com.
- תיאוריית ארהניוס של דיסוציאציה קלקטרוליטית. התאושש מ- asktiitians.com.