ما هي نظرية تفكك المنحل بالكهرباء؟

ال نظرية التفكك الكهربائي يشير إلى فصل الجزيء عن المنحل بالكهرباء في ذراته المكونة.

تفكك الإلكترونات هو فصل مركب في أيوناته في المحلول الوارد. يحدث التفكك الإلكتروليتي نتيجة لتفاعل المذاب والمذيب.

تشير النتائج التي تم إجراؤها في الطيف إلى أن هذا التفاعل كيميائي بطبيعته. 

بالإضافة إلى قدرة ذوبان جزيئات المذيب والثابت العازل للمذيب ، تلعب خاصية المجهر أيضًا دورًا مهمًا في التفكك الإلكتروليتي.

تم تطوير النظرية الكلاسيكية لتفكك الإلكتروليت بواسطة S. Arrhenius و W. Ostwald خلال ثمانينيات القرن التاسع عشر.

يعتمد على افتراض التفكك غير المكتمل للمذاب ، والذي يتميز بدرجة التفكك ، وهو جزء من جزيئات المنحل بالكهرباء المنفصلة.

يتم وصف التوازن الديناميكي بين الجزيئات والأيونات المنفصلة بموجب قانون العمل الجماعي.

هناك العديد من الملاحظات التجريبية التي تدعم هذه النظرية ، بما في ذلك: الأيونات الموجودة في الشوارد الصلبة ، وتطبيق قانون أوم ، والتفاعل الأيوني ، وحرارة التحييد ، والخصائص الشاذة المتلازمية ، ولون المحلول ، بين آخرون.

نظرية التفكك الكهربائي

تصف هذه النظرية المحاليل المائية من حيث الأحماض ، التي تنفصل عن تقديم أيونات الهيدروجين ، والقواعد ، التي تنفصل لتقديم أيونات الهيدروكسيل. منتج الحمض والقاعدة هو الملح والماء.

تم الكشف عن هذه النظرية عام 1884 لشرح خصائص المحاليل الإلكتروليتية. ومن المعروف أيضا باسم نظرية أيون.

الأسس الرئيسية للنظرية

عندما يذوب المنحل بالكهرباء في الماء ، فإنه ينقسم إلى نوعين من الجسيمات المشحونة: أحدهما يشحن شحنة موجبة والآخر بشحنة سالبة.

وتسمى هذه الجسيمات المشحونة أيونات. تسمى الأيونات الموجبة الشحنة الكاتيونات وتُشار إلى الأيونات المشحونة سالبًا باسم الأنيونات.

تفترض النظرية في شكلها الحديث أن الإلكتروليتات الصلبة تتكون من أيونات تجمعها قوى الجذب الكهربائي.

عندما يذوب المنحل بالكهرباء في مذيب ، تضعف هذه القوى ثم يمر المنحل بالكهرباء في أيونات ؛ يتم حل الأيونات.

تسمى عملية فصل الجزيئات في الأيونات عن المنحل بالكهرباء التأين. يُعرف جزء من العدد الإجمالي للجزيئات الموجودة في المحلول مثل الأيونات بدرجة التأين أو درجة الانقسام. يمكن تمثيل هذه الدرجة بالرمز α.

وقد لوحظ أن جميع الشوارد لا تتأين في نفس المستوى. يتم تأين بعضها بالكامل تقريبًا ، بينما يتأين البعض الآخر بشكل ضعيف. تعتمد درجة التأين على عدة عوامل.

تتحد الأيونات الموجودة في المحلول باستمرار لتكوين جزيئات محايدة ، وبالتالي تخلق حالة من التوازن الديناميكي بين الجزيئات المتأينة وغير المؤينة.

عندما ينتقل تيار كهربائي عبر المحلول الكهربائي ، تتحرك الأيونات الموجبة (الكاتيونات) نحو الكاثود ، وتتحرك الأيونات السالبة (الأيونات) نحو الأنود لتفريغه. وهذا يعني أن يحدث التحليل الكهربائي.

حلول التحليل الكهربائي

تكون المحاليل الإلكتروليتية محايدة بطبيعتها دائمًا لأن الشحنة الكلية لمجموعة واحدة من الأيونات تساوي دائمًا الشحنة الكلية لمجموعة الأيونات الأخرى.

ومع ذلك ، ليس من الضروري أن يكون عدد مجموعتي الأيونات دائمًا متساويًا.

خصائص الشوارد في المحلول هي خصائص الأيونات الموجودة في المحلول.

على سبيل المثال ، يحتوي المحلول الحمضي دائمًا على أيونات H + في حين يحتوي المحلول الأساسي على مركبات ، والخواص المميزة للحلول هي تلك التي تحتوي على H- و OH- ions على التوالي.

تعمل الأيونات كجزيئات نحو انخفاض نقطة التجمد ، وترفع نقطة الغليان ، وتخفيض ضغط البخار وتؤسس الضغط التناضحي.

تعتمد توصيلية المحلول الكهربائي على طبيعة وعدد الأيونات عندما يتم شحن التيار عبر المحلول بواسطة حركة الأيونات.

الأيونات

النظرية الكلاسيكية للتفكك الكهربائي قابلة للتطبيق فقط على المحاليل المخففة من الشوارد الضعيفة.

يتم فصل الشوارد القوية في المحاليل المخففة تقريبًا بالكامل ؛ وبالتالي فإن فكرة التوازن بين الأيونات والجزيئات المنفصلة لا تهم.

وفقًا للمفاهيم الكيميائية ، تتشكل أزواج الأيونات والأجسام الأكثر تعقيدًا في محاليل الشوارد القوية بتركيزات متوسطة وعالية.

تشير المعطيات الحديثة إلى أن أزواج الأيونات تتكون من إثنين من أيونات الشحن المعاكسة على اتصال أو مفصولة بجزيء واحد أو أكثر من جزيئات المذيبات. أزواج الأيونات محايدة كهربائياً ولا تشارك في نقل الكهرباء.

في المحاليل المخففة نسبياً للشوارد القوية ، يمكن وصف التوازن بين الأيونات الذائبة بشكل فردي والأزواج الأيونية تقريبًا بطريقة مشابهة للنظرية الكلاسيكية للتفكك الإلكتروليتي عن طريق التفكك المستمر..

العوامل المتعلقة بدرجة التأين

تعتمد درجة التأين في محلول الإلكتروليت على العوامل التالية:

• طبيعة المذابعندما يتم ربط الأجزاء المؤينة من جزيء مادة ما بواسطة روابط تساهمية بدلاً من الروابط بالكهرباء ، يتم توفير عدد أقل من الأيونات في المحلول. هذه المواد هي بعض الشوارد ضعيفة. من جانبها ، يتم تأين الشوارد القوية بالكامل تقريبًا في المحلول.
• طبيعة المذيب: تتمثل الوظيفة الرئيسية للمذيب في إضعاف قوى الجذب الكهروستاتيكية بين اثنين من الأيونات لفصلها. يعتبر الماء أفضل المذيبات.
• تخفيف: قدرة التأين للكهارل تتناسب عكسيا مع تركيز محلولها. لذلك ، تزداد درجة التأين مع زيادة تخفيف المحلول.
• درجة الحرارة: تزداد درجة التأين مع زيادة درجة الحرارة. هذا لأنه في درجات الحرارة الأعلى ، تزداد السرعة الجزيئية ، متجاوزة قوى الجذب بين الأيونات.

مراجع

1. تفكك كهربائيا. تم الاسترجاع من Dictionary.com.
2. تفكك كهربائيا. تم الاسترجاع من موسوعة.
3. نظرية التفكك الكهربائي. تعافى من vocabulary.com.
4. نظرية آرينيوس في التفكك العصري. تم الاسترجاع من asktiitians.com.