Elektrik dissosiasiya: elektrokimyanın nəzəri əsasları

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Elektrik dissosiasiyası həyatımızda böyük rol oynayır, baxmayaraq ki, biz adətən bu barədə düşünmürük. Maye mühitdə duzların, turşuların və əsasların elektrik keçiriciliyi bu fenomenlə əlaqələndirilir. İnsan bədənində səksən faiz maye olan “canlı” elektrik enerjisinin yaratdığı ilk ürək döyüntülərindən tutmuş, akkumulyatorları əsasən elektrokimyəvi batareyalar olan avtomobillərə, cib telefonlarına və oyunçulara qədər elektrik dissosiasiyası gözəgörünməz şəkildə ətrafımızda hər yerdə mövcuddur.

Yüksək temperaturda əridilmiş boksitdən zəhərli dumanlar buraxan nəhəng çənlərdə elektroliz yolu ilə "qanadlı" metal - alüminium alınır. Ətrafımızdakı hər şey, xrom radiator barmaqlıqlarından tutmuş qulağımızda gümüşlə örtülmüş sırğalara qədər bir dəfəvə ya məhlullarla və ya ərimiş duzlarla və deməli, bu fenomenlə qarşılaşır. Elektrik dissosiasiyasını elmin bütöv bir sahəsi - elektrokimya öyrənməsi əbəs yerə deyil.

Həll edildikdə, həlledici mayenin molekulları həll olunmuş maddənin molekulları ilə kimyəvi əlaqəyə girərək solvatlar əmələ gətirir. Sulu məhlulda duzlar, turşular və əsaslar dissosiasiyaya ən çox həssasdırlar. Bu proses nəticəsində məhlulun molekulları ionlara parçalana bilər. Məsələn, sulu həlledicinin təsiri altında NaCl ion kristalında Na⁺ və CI^{- ionları həlledici mühitə keçir. solvatlaşdırılmış (hidratlaşdırılmış) hissəciklərin yeni keyfiyyəti.}

Məhiyyətcə həlledicinin təsiri nəticəsində həll olunmuş maddənin tam və ya qismən ionlara parçalanması prosesi olan bu hadisə "elektrik dissosiasiya" adlanır. Bu proses elektrokimya üçün son dərəcə vacibdir. Mürəkkəb çoxkomponentli sistemlərin dissosiasiyasının pilləli axınla xarakterizə olunması böyük əhəmiyyət kəsb edir. Bu hadisə ilə həm də məhluldakı ionların sayında kəskin artım müşahidə olunur ki, bu da elektrolitik maddələri qeyri-elektrolitik maddələrdən fərqləndirir.

Elektroliz prosesində ionların aydın hərəkət istiqaməti var: müsbət yüklü hissəciklər (kationlar) - katod adlanan mənfi yüklü elektroda, müsbət ionlar (anionlar) - anoda, əks yüklü elektrod, boşaldıqları yerdə. Kationlar azalır və anionlar oksidləşir. Buna görə də, dissosiasiya geri dönə bilən prosesdir.

Bu elektrokimyəvi prosesin əsas xüsusiyyətlərindən biri elektrolitik dissosiasiya dərəcəsidir ki, bu da nəmlənmiş hissəciklərin sayının həll olunmuş maddənin molekullarının ümumi sayına nisbəti kimi ifadə edilir. Bu göstərici nə qədər yüksək olsa, elektrolit bu maddənin bir o qədər güclüdür. Bu əsasda bütün maddələr zəif, orta güclü və güclü elektrolitlərə bölünür.

Dissosiasiya dərəcəsi aşağıdakı amillərdən asılıdır: a) məhlulun təbiətindən; b) həlledicinin təbiətini, onun dielektrik davamlılığını və polaritesini; c) məhlulun konsentrasiyası (bu göstərici nə qədər aşağı olsa, dissosiasiya dərəcəsi bir o qədər yüksək olar); d) həlledici mühitin temperaturu. Məsələn, sirkə turşusunun dissosiasiyasını aşağıdakı düsturla ifadə etmək olar:

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^-

Güclü elektrolitlər demək olar ki, geri dönməz şəkildə dissosiasiya olunur, çünki onların sulu məhlulunda orijinal molekullar və hidratlanmamış ionlar yoxdur. Onu da əlavə etmək lazımdır ki, ion və kovalent qütb tipli kimyəvi bağlara malik olan bütün maddələr dissosiasiya prosesinə məruz qalır. Elektrolitik dissosiasiya nəzəriyyəsi 1887-ci ildə görkəmli İsveç fiziki və kimyaçısı Svante Arrhenius tərəfindən tərtib edilmişdir.