Electrochimia este știința fenomenelor electrice care însoțesc procesele chimice. Deoarece toate speciile chimice (atomi, molecule, ioni atomice si moleculare) sunt compuse din nuclee și electroni incarcati pozitiv, orice transformare chimică (ruperea unor legături chimice în moleculele și formarea altora), într-un fel asociat cu rearanjare a atomilor, electronii de valență. În reacțiile de oxidare-reducere, electronii de la un atom la altul. Ca o disciplină holistică Electrochimie este studiată în universități. Aici vom discuta pe scurt cele două secțiuni, în care sunt studiate proprietățile electroliți și electroliză.
Termenul "electrolit" (din greacă "descompus de electricitate") a fost propus pentru prima oară de chimistul și fizicianul englez M. Faraday (1791-1867). În anii '30. M.Faradey secolului trecut și-a exprimat ideea că electroliți sub influența unui câmp electric pentru a disocia „ioni“ (literal tradus cuvântul înseamnă „pribegi“ „wanderers“). Atunci când se aplică diferența de potențial la electrozii care cad în soluția de electrolit, un curent electric începe să curgă prin soluție. Dar soluțiile de electroliți au și alte proprietăți uimitoare. Se știe că soluțiile au un punct de îngheț mai scăzut și un punct de fierbere mai mare decât un solvent pur. Această modificare a punctelor de congelare și de fierbere nu depinde de natura substanței dizolvate, ci se determină numai prin concentrația acesteia și prin natura solventului. Soluțiile de electroliți se comportă ca și cum numărul de particule din soluție este mult mai mare decât cel care corespunde concentrației lor. Efectul termic în reacțiile de neutralizare (indiferent de ce acid reacționează cu care alcaline) este aproximativ același. La o temperatură de 20 ° C este - 57,3 kJ / mol.
Pentru a explica aceste proprietăți speciale ale soluțiilor de electroliți în 1887 chimistul suedez S. Arrenius (1859-1927) a propus teoria disocierii electrolitice. Dispozițiile sale principale.
1. Când se dizolvă în apă, moleculele de acizi, baze și săruri disociază în ioni:
Motivul pentru care moleculele de electroliți se descompun în ioni, S. Arrenus nu a luat în considerare.
2. Disocierea moleculelor în ioni în electroliții slabi este incompletă. De aceea, ar trebui să introducem noțiunea de "grad de disociere" (a) și să o definim ca fracțiunea de molecule care s-au descompus în ioni. Apoi 1-a va caracteriza fracțiunea de molecule care nu se descompun în ioni. Luați în considerare disocierea acidului acetic:
Bazat pe Legea Acțiunii în masă
Aici, parantezele [] exprimă concentrația molară (c) a substanței în soluție. V = 1 / c este volumul soluției de concentrație c, care conține 1 mol de electrolit - se numește "diluție", iar expresia (4.5.1) este numită legea de reproducere Ostwald. În teoria lui Arrhenius, K este o valoare constantă pentru un electrolit dat. În electroliții puternici electroliți slabi
Pe baza teoriei disocierii electrolitice, toate proprietățile soluțiilor de electroliți au găsit o explicație naturală și a fost creată prima teorie a acizilor și a bazelor. Acizii sunt compuși ai căror molecule se disociază în cationi de hidrogen și anioni ai reziduului acid. Bazele sunt compuși ai căror molecule disociază în cationi metalici și anioni hidroxilici.
Logaritmul concentrației de ioni de hidrogen, luat cu semnul opus, se numește pH-ul soluției:
Rezistența electrolitului este determinată de gradul de disociere a acestuia în ioni:
dacă într-o soluție de 0,1 M a> 30%, atunci electrolitul este numit puternic;
dacă într-o soluție de 0,1 M de a <3 %, то электролит называют слабым;