Механизм электролитической диссоциации полярных веществ

Растворимость твердых веществ в жидкостях увеличивается с увеличением температуры, давление практически не влияет. Добавки посторонних веществ снижают растворимость данного вещества - меньше свободных молекул растворителя (эффект высаливания).

Растворимость твердых веществ в жидкостях

Растворимость жидкостей в жидкостях может быть полной (спирт-вода), ограниченной (вода-анилин). Растворимость жидкости в жидкости растет с температурой и при некоторой критической температуре наблюдается полная взаимная растворимость.

Растворение газа в жидкости - процесс экзотермический, с ростом температуры растворимость уменьшается (принцип Ле Шателье). Растворимость газов пропорциональна их парциальным давлениям - закон Генри.

Растворимость газов в жидкостях

Высокая растворимость может быть следствием образования водородных связей (спирт-вода).

Скорость растворения твердых веществ зависит от их дисперсности – измельченный порошок растворяется быстрее первоначального продукта.

На кафедре неорганической химии С.-Петербургского университета, которую возглавлял с 1934 по 1977 г. С.А.Щукарев, проводились термохимические исследования растворов электролитов и твердых фаз. В соответствии с законом С.А.Щукарева, скорость процесса кристаллизации и обратного процесса растворения определяется скоростью подвода или отвода вещества к поверхности кристалла и описывается уравнением:

, (10.9)

где b - коэффициент массоотдачи;

C_p - концентрация насыщения;

C - концентрация пересыщения;

F - поверхность кристалла.

Сольватация – взаимодействие между молекулами и ионами растворяемого вещества и молекулами растворителя состоит из нескольких стадий: молекулярная диссоциация, образование сольватов, ионизация и электролитическая диссоциация:

, стадия(a) - процесс образования сольватов

где АВ – молекулы растворяемого вещества;

S – молекулы растворителя.

, стадия(b) - электролитическая диссоциация.

Рисунок 10.2 – Процесс образования сольватов

Рисунок 10.3 – Электролитическая диссоциация

Если процесс сольватации останавливается на стадии (a), то образуется раствор неэлектролита (подчиняется законам Рауля, Вант – Гоффа: раствор сахара в воде).

Если процесс протекает до стадии (b), то система является раствором электролита: растворы щелочей, солей, неорганических кислот в воде

1.3.4 Механизм электролитической диссоциации ионных веществ.

При растворении соединений с ионными связями (например, NaCl) процесс гидратации начинается с ориентации диполей воды вокруг всех выступов и граней кристаллов соли.

Ориентируясь вокруг ионов кристаллической решетки, молекулы воды образуют с ними либо водородные, либо донорно-акцепторные связи. При этом процессе выделяется большое количество энергии, которая называется энергией гидратации.

Энергия гидратации, величина которой сравнима с энергией кристаллической решетки, идет на разрушение кристаллической решетки. При этом гидратированные ионы слой за слоем переходят в растворитель и, перемешиваясь с его молекулами, образуют раствор.

Аналогично диссоциируют и вещества, молекулы которых образованы по типу полярной ковалентной связи. Вокруг каждой полярной молекулы вещества (например, HCl), определенным образом ориентируются диполи воды. В результате взаимодействия с диполями воды полярная молекула еще больше поляризуется и превращается в ионную, далее уже легко образуются свободные гидратированные ионы.

Дата добавления: 2014-01-04