Lý thuyết phân ly điện giải là gì?
Lý thuyết về sự phân ly điện phân đề cập đến việc tách phân tử khỏi chất điện phân trong các nguyên tử cấu thành của nó.
Sự phân ly của các electron là sự phân tách một hợp chất trong các ion của nó trong dung dịch đến. Sự phân ly điện phân xảy ra là kết quả của sự tương tác giữa chất tan và dung môi.
Kết quả được thực hiện trong quang phổ cho thấy sự tương tác này chủ yếu là hóa học trong tự nhiên.
Ngoài khả năng hòa tan của các phân tử dung môi và hằng số điện môi của dung môi, một tính chất vĩ mô cũng đóng một vai trò quan trọng trong sự phân ly điện phân.
Lý thuyết cổ điển về sự phân ly điện phân được phát triển bởi S. Arrhenius và W. Ostwald trong những năm 1880.
Nó dựa trên giả định về sự phân ly không hoàn toàn của chất tan, được đặc trưng bởi mức độ phân ly, là một phần của các phân tử điện phân tách ra.
Trạng thái cân bằng động giữa các phân tử và ion phân ly được mô tả bằng định luật hành động khối.
Có một số quan sát thực nghiệm ủng hộ lý thuyết này, bao gồm: các ion có trong chất điện phân rắn, ứng dụng Định luật Ohm, phản ứng ion, nhiệt trung hòa, tính chất bất thường chung và màu của dung dịch, giữa những người khác
Lý thuyết phân ly điện phân
Lý thuyết này mô tả các dung dịch nước về mặt axit, phân tách để cung cấp các ion hydro và bazơ, phân tách để cung cấp các ion hydroxyl. Sản phẩm của một axit và một bazơ là muối và nước.
Lý thuyết này đã được đưa ra vào năm 1884 để giải thích các tính chất của dung dịch điện phân. Nó còn được gọi là lý thuyết ion.
Cơ sở chính của lý thuyết
Khi một chất điện phân hòa tan trong nước, nó sẽ tách thành hai loại hạt tích điện: một loại mang điện tích dương và loại còn lại mang điện tích âm.
Những hạt tích điện này được gọi là các ion. Các ion tích điện dương được gọi là cation và các ion tích điện âm được gọi là anion.
Ở dạng hiện đại của nó, lý thuyết cho rằng các chất điện phân rắn bao gồm các ion được giữ bởi các lực hút tĩnh điện.
Khi một chất điện phân được hòa tan trong dung môi, các lực này bị suy yếu và sau đó chất điện phân đi qua một sự phân ly trong các ion; các ion bị hòa tan.
Quá trình tách các phân tử trong các ion ra khỏi chất điện phân được gọi là ion hóa. Tỷ lệ của tổng số phân tử có trong dung dịch là các ion được gọi là mức độ ion hóa hoặc mức độ phân ly. Mức độ này có thể được biểu thị bằng ký hiệu α.
Nó đã được quan sát thấy rằng tất cả các chất điện giải không ion hóa ở cùng một cấp độ. Một số gần như bị ion hóa hoàn toàn, trong khi một số khác bị ion hóa yếu. Mức độ ion hóa phụ thuộc vào một số yếu tố.
Các ion có trong dung dịch liên tục liên kết lại để tạo thành các phân tử trung tính, do đó tạo ra trạng thái cân bằng động giữa các phân tử ion hóa và không ion hóa.
Khi một dòng điện được truyền qua dung dịch điện phân, các ion dương (cation) di chuyển về phía cực âm và các ion âm (anion) di chuyển về phía cực dương để phóng điện. Điều này có nghĩa là điện phân xảy ra.
Dung dịch điện phân
Các dung dịch điện phân luôn có tính trung tính vì tổng điện tích của một tập hợp các ion luôn bằng tổng điện tích của các ion khác.
Tuy nhiên, không nhất thiết số lượng của hai bộ ion phải luôn bằng nhau.
Tính chất của chất điện phân trong dung dịch là tính chất của các ion có trong dung dịch.
Ví dụ, dung dịch axit luôn chứa các ion H + trong khi dung dịch cơ bản chứa các ion OH- và tính chất đặc trưng của các dung dịch lần lượt là các ion có ion H- và OH-.
Các ion đóng vai trò là các phân tử hướng tới sự suy yếu của điểm đóng băng, làm tăng điểm sôi, giảm áp suất hơi và thiết lập áp suất thẩm thấu.
Độ dẫn điện của dung dịch điện phân phụ thuộc vào bản chất và số lượng ion khi dòng điện được tích điện qua dung dịch bằng chuyển động của các ion.
Các ion
Lý thuyết cổ điển về sự phân ly điện phân chỉ áp dụng cho các dung dịch điện giải yếu.
Các chất điện giải mạnh trong các dung dịch pha loãng hầu như hoàn toàn phân tách; do đó, ý tưởng về sự cân bằng giữa các ion và các phân tử phân ly không thành vấn đề.
Theo các khái niệm hóa học, các cặp ion và tập hợp phức tạp nhất được hình thành trong các dung dịch điện phân mạnh ở nồng độ trung bình và cao.
Dữ liệu hiện đại chỉ ra rằng các cặp ion bao gồm hai ion tích điện trái dấu tiếp xúc hoặc cách nhau bởi một hoặc nhiều phân tử dung môi. Các cặp ion trung hòa về điện và không tham gia truyền tải điện.
Trong các dung dịch tương đối loãng của các chất điện ly mạnh, trạng thái cân bằng giữa các ion hòa tan riêng lẻ và các cặp ion có thể được mô tả xấp xỉ theo cách tương tự như lý thuyết cổ điển về sự phân ly điện phân bởi sự phân ly không đổi.
Các yếu tố liên quan đến mức độ ion hóa
Mức độ ion hóa của dung dịch điện phân phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Bản chất của chất tan : khi các phần ion hóa của phân tử của một chất được nối với nhau bằng liên kết cộng hóa trị thay vì liên kết điện hóa, sẽ cung cấp ít ion hơn trong dung dịch. Những chất này là chất điện giải yếu nhất định. Về phần mình, chất điện ly mạnh gần như bị ion hóa hoàn toàn trong dung dịch.
- Bản chất của dung môi : chức năng chính của dung môi là làm suy yếu lực hút tĩnh điện giữa hai ion để tách chúng. Nước được coi là dung môi tốt nhất.
- Pha loãng : khả năng ion hóa của chất điện phân tỷ lệ nghịch với nồng độ dung dịch của nó. Do đó, mức độ ion hóa tăng cùng với sự gia tăng độ pha loãng của dung dịch.
- Nhiệt độ : mức độ ion hóa tăng cùng với sự gia tăng nhiệt độ. Điều này là do ở nhiệt độ cao hơn, tốc độ phân tử tăng lên, vượt quá lực hấp dẫn giữa các ion.
