11.2: Elektrolyty

Iontové Elektrolyty

Vodě a jiných polárních molekul jsou přitahovány ionty, jak je znázorněno na Obrázku \(\PageIndex{2}\). Elektrostatická přitažlivost mezi iontem a molekulou s dipólem se nazývá ion-dipólová přitažlivost. Tyto atrakce hrají důležitou roli při rozpouštění iontových sloučenin ve vodě.

diagram ukazuje osm fialových koulí označených k horní index plus a osm zelených koulí označených C l Horní index mínus smíšené a dotýkající se blízko středu diagramu. Mimo tento shluk koulí je sedmnáct shluků tří koulí, které zahrnují jednu červenou a dvě bílé koule. Červené koule v jedné z těchto skupin je označen O. bílá koule je označen H. Dvě zelené C l horní index mínus oblastech jsou obklopeny tři z červené a bílé shluky, s červenou koulí blíže k zelené koule než bílé koule. Jedna z K superscript Plus fialové koule je obklopena čtyřmi z červených a bílých shluků. Bílé koule těchto shluků jsou nejblíže fialovým sférám.
Obrázek \(\PageIndex{2}\): Jak se chlorid draselný (KCl) rozpouští ve vodě, ionty jsou hydratovány. Molekuly polární vody jsou přitahovány náboji na iontech K+ a Cl. Molekuly vody před a za ionty nejsou zobrazeny.

Když iontové sloučeniny se rozpustí ve vodě, ionty v pevné oddělit a rozptýlit rovnoměrně po celém řešení, protože molekuly vody, které obklopují a solvate iontů, čímž se snižuje silné elektrostatické síly mezi nimi. Tento proces představuje fyzickou změnu známou jako disociace. Za většiny podmínek se iontové sloučeniny po rozpuštění téměř úplně disociují, a proto jsou klasifikovány jako silné elektrolyty.

uvažujme, co se stane na mikroskopické úrovni, když přidáme pevnou KCl do vody. Ion-dipól síly přitahují pozitivní (vodík) konec polární molekuly vody na negativní chloridových iontů na povrchu pevné látky, a oni přitahují negativní (kyslík), končí na pozitivní ionty draslíku. Molekuly vody pronikají mezi jednotlivými K+ a Cl− iontů a je obklopují, snížení silný interionic sil, které se vážou ionty dohromady a nechat je přesunout do roztoku jako solvated ionty, jako Obrázek ukazuje. Snížení elektrostatické přitažlivosti umožňuje nezávislý pohyb jednotlivých hydratovaných iontů ve zředěném roztoku, což vede k zvýšení neuspořádanosti systému jako ionty změnit z jejich pevné a nařídil pozice v crystal na mobil a mnohem více neuspořádané státy v řešení. Tato zvýšená porucha je zodpovědná za rozpouštění mnoha iontových sloučenin, včetně KCl, které se rozpouštějí absorpcí tepla.

V jiných případech, elektrostatické atrakce, mezi ionty v krystalu jsou tak velké, nebo ion-dipól přitažlivé síly mezi ionty a molekuly vody jsou tak slabé, že zvýšení porucha nemůže kompenzovat energii potřebnou k oddělení iontů, a krystal je nerozpustný. To je případ sloučenin, jako je uhličitan vápenatý (vápenec), fosforečnan vápenatý (anorganická složka kosti) a oxid železa (rez).



+