Penceraian elektrik: asas teori elektrokimia

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Penyisihan elektrik memainkan peranan yang besar dalam kehidupan kita, walaupun kita biasanya tidak memikirkannya. Dengan fenomena ini, kekonduksian elektrik garam, asid dan bes dalam medium cecair dikaitkan. Daripada degupan jantung pertama yang disebabkan oleh elektrik "hidup" dalam tubuh manusia, iaitu lapan puluh peratus cecair, kepada kereta, telefon bimbit dan pemain, bateri yang pada asasnya adalah bateri elektrokimia, pemisahan elektrik tidak dapat dilihat di mana-mana berhampiran kita.

Dalam tong besar yang mengeluarkan asap toksik daripada bauksit yang dicairkan pada suhu tinggi, logam "bersayap" - aluminium diperoleh melalui elektrolisis. Segala-galanya di sekeliling kita, daripada jeriji radiator krom hingga anting-anting bersalut perak di telinga kita, sekaliatau berhadapan dengan larutan atau garam cair, dan oleh itu dengan fenomena ini. Tidak sia-sia pemisahan elektrik dikaji oleh seluruh cabang sains - elektrokimia.

Apabila dibubarkan, molekul cecair pelarut memasuki ikatan kimia dengan molekul bahan terlarut, membentuk pelarut. Dalam larutan akueus, garam, asid dan bes paling mudah terdedah kepada penceraian. Hasil daripada proses ini, molekul terlarut boleh terurai menjadi ion. Contohnya, di bawah pengaruh pelarut berair, ion Na⁺ dan CI^{- dalam kristal ionik NaCl masuk ke dalam medium pelarut dalam kualiti baharu zarah terlarut (terhidrat).}

Fenomena ini, yang pada asasnya merupakan proses penguraian lengkap atau separa bahan terlarut menjadi ion akibat tindakan pelarut, dipanggil "penyiraian elektrik". Proses ini amat penting untuk elektrokimia. Yang sangat penting ialah hakikat bahawa pemisahan sistem multikomponen yang kompleks dicirikan oleh aliran berperingkat. Dengan fenomena ini, terdapat juga peningkatan mendadak dalam bilangan ion dalam larutan, yang membezakan bahan elektrolitik daripada bahan bukan elektrolitik.

Dalam proses elektrolisis, ion mempunyai arah pergerakan yang jelas: zarah dengan cas positif (kation) - ke elektrod bercas negatif, dipanggil katod, dan ion positif (anion) - ke anod, elektrod dengan cas bertentangan, di mana ia dinyahcas. Kation dikurangkan dan anion teroksida. Oleh itu, pemisahan ialah proses boleh balik.

Salah satu ciri asas proses elektrokimia ini ialah tahap pemisahan elektrolitik, yang dinyatakan sebagai nisbah bilangan zarah terhidrat kepada jumlah bilangan molekul bahan terlarut. Semakin tinggi penunjuk ini, semakin kuat elektrolit bahan ini. Atas dasar ini, semua bahan dibahagikan kepada lemah, kekuatan sederhana dan elektrolit kuat.

Tahap penceraian bergantung kepada faktor berikut: a) sifat zat terlarut; b) sifat pelarut, pemalar dielektrik dan kekutubannya; c) kepekatan larutan (semakin rendah penunjuk ini, semakin besar tahap penceraian); d) suhu medium pelarut. Sebagai contoh, penceraian asid asetik boleh dinyatakan dengan formula berikut:

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^-

Elektrolit kuat tercerai hampir tidak dapat dipulihkan, kerana larutan berairnya tidak mengandungi molekul asal dan ion tidak terhidrat. Ia juga perlu ditambah bahawa semua bahan yang mempunyai jenis ikatan kimia kutub ionik dan kovalen adalah tertakluk kepada proses penceraian. Teori penceraian elektrolitik telah dirumuskan oleh ahli fizik dan kimia Sweden yang cemerlang Svante Arrhenius pada tahun 1887.