Часть И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

Раздел 5. РОЗЧИНИ.ТЕОРІЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ

§ 5.7. Гидратация ионов

Известный российский химик И.А. Каблуков доказал, что электролитическую диссоциацию нельзя объяснить без химической теории растворов Д.И. Менделеева. Как известно, Д.И. Менделеев экспериментально обосновал образование химических соединений при взаимодействии растворенного вещества с растворителем. Действительно, при растворении происходит химическое взаимодействие растворенного вещества с водой, которое приводит к образованию гидратов, а затем они диссоциируют на ионы (см. рис. 5.6). Эти ионы соединенные с молекулами воды, т.е. гидратированные. И.А. Каблуков считал, что в водном растворе содержатся только гидратированные ионы. Теперь это общепринятое представление. Следовательно, гидратация ионов (в общем случае сольватация ) - основная причина диссоциации. Она частично затрудняют их обратное соединение (ассоциации).

Гидратированные ионы содержат как постоянный, так и переменное число молекул воды. Гидрат устойчивого состава образует ион водорода Н , что удерживает одну молекулу воды, - это гидратированный протон Н (Н₂О). В научной литературе его изображают формулой Н₃О⁺ (или ОН₃⁺) и называют ионом гідроксонію.

Следует помнить, что в растворах нет иона Н⁺, а является ион Н₃О⁺, который иногда для упрощения условно обозначают символом Н⁺. Говоря о ион водорода в растворах, всегда имеют в виду ион гідроксонію.

¹ Сольватация - химическая связь ионов с молекулами неводного растворителя.

Механизм возникновения крепкого ковалентной связи в ионе Н₃О донорно-акцепторный:

Молекула воды - донор, протон - акцептор.

Однако мнения химиков разделились. Одни считают, что в растворе существуют только ионы гідроксонію Н₃О , а другие - что кроме иона Н₃О есть также ионы Н₉В₄ (которые можно представить как Н ∙ 4Н₂O или Н₃О -3Н₂O) и Н₇О₃⁺ (Н⁺∙ 3Н₂O или Н₃О⁺∙ 2Н₂О). Ни одно из этих предположений экспериментально не подтверждено. Большинство других ионов также образуют гидраты переменного состава. Поэтому лучше изображать ион водорода как Н (водн.), что означает гидратированный ион водорода. Аналогично следует поступать и при написании других гидратированных ионов. Например:

НСl (газ) ⇆ Н⁺ (водн.) + Сl^- (водн.);

СН₃СООН (водн.) ⇆ Н⁺ (водн.) + СН₃СОО^- (водн.);

HSO₄ (водн.) ⇆Н⁺ (водн.) + SO4^2- (водн.).

Однако, конечно, для упрощения записи указания в скобках выпускают.