Растворы кислот, щелочей, солей в воде. Электролиты и неелектроліти

Способность растворов многих веществ проводить электрический ток была обнаружена Майклом Фарадеем в начале XIX века. Исследование электропроводности растворов показало, что растворы и расплавы многих веществ (например, поваренной соли) проводят электрический ток. Зато дистиллированная вода, кристаллические вещества и растворы некоторых других веществ (например, сахарозы) не проводит электрический ток.

Вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрический ток, были названы электролитами. Было обнаружено, что в электролитов относятся растворимые соли, щелочи и кислоты - вещества с ионными и ковалентними полярными типами химической связи.

Неэлектролитами называют вещества, водные растворы или расплавы которых не проводят электрический ток. К таким веществам относятся кислород, водород, сахароза, спирт. Для них характерным является ковалентная неполярный или слабополярний связь.

Наличие электрического тока в растворах солей, щелочей и кислот свидетельствует о существовании в растворах этих веществ заряженных частиц, которые способны перемещаться. Такими частицами в растворах являются ионы.

Во время растворения ионных соединений (солей и щелочей) под влиянием электростатических сил притяжения между ионами кристаллических решеток и диполями воды образуются связи. Молекулы воды притягиваются своими отрицательными полюсами к положительно заряженным ионам кристаллической решетки, а положительными полюсами - к отрицательно заряженных ионов. В результате гидратации кристаллические решетки разрушаются и образуются гидратированные ионы. Благодаря диффузии гидратированные ионы перемещаются в объем раствора и свободно и хаотично движутся.

При растворении соединений с ковалентным полярным связью под действием диполей воды полярные молекулы поляризуются так сильно, что общая электронная пара полностью переходит к более электроотрицательного атома. Вследствие этого связь разрывается и также образуются гидратированные ионы.

В расплавах электролитов образование ионов происходит благодаря усилению колебательного движения частиц кристаллических решеток.

Процесс распада электролита на ионы при растворении или при расплавлении называют електролітичною диссоциацией.

Упрощенно без учета гидратации процесс электролитической диссоциации для натрий хлорида можно представить с помощью уравнения электролитической диссоциации:

NaCl → Na⁺ + Cl^-.

Под действием электрического тока движение ионов становится направленным: положительно заряженные ионы (катионы) движутся к отрицательно заряженному катоду, а отрицательно заряженные ионы (анионы) движутся к аноду. Следовательно, электрическая проводимость растворов и расплавов электролитов обусловлена наличием в них катионов и анионов.

Вещества с неполярными или слабополярными ковалентними молекулярными связями и кристаллическими ґратками при растворении образуют не ионы, а молекулы, которые не способны переносить электрический ток.

Процесс электролитической диссоциации является обратным. При выпаривании растворов происходит привлечение противоположно заряженных ионов и образования кристаллов.

Теория электролитической диссоциации была предложена С. Арреніусом в 1887 году и дополненная позже представлениями о гидратацию.