Кучли ва кучсиз электролитлар

Aim.uz

Кучли ва кучсиз электролитлар
Электр токи ўтказилганда зарралари харакатланувчи (ион ўтказувчанлик) ва кимёвий ўзгариш (электрокимёвий реакция) содир бўладиган, электр ўтказувчи моддалар электролитлар деб аталади. Улар индивидуал модда ёки эритма бўлиши мумкин.
Содда таърифга кўра – эритилганда ионларга ажралувчи моддалар электролит дейилади. Аммо бу жўн таъриф қаттиқ электролитлар ва электролит суюқланмаларни қамрай олмайди.
Хоссаларини узлуксиз ўзгартира олувчи икки ёки ундан ортиқ моддалар аралашмасидан таркиб топган гомоген система (тизим) – эритма деб аталади. Эритма қаттиқ ёки суюқ бўлиши мумкин. Аналитикада асосан суюқ эритмалар қўлланади.
Электролитик диссоциация назариясини (1883-1887) швед олими Сванте Аррениус (1859-1927) ишлаб чиқган ва илмий хизматлари учун 1902 й. халқаро Нобель мукофотига сазовор бўлган. Ана шу назарияга мувофиқ электролит эритилганда, эритувчи молекулаларининг таъсирида, ионларга ажралади (диссоциланади).
Электролитни эритмада ионланиши, (ионларга диссоциланиши) миқдоран диссоциланган молекулалар сонини n_дис эритмадаги электролитнинг умумий молекулалар сонига n_ум нисбати билан ифодаланувчи, диссоциация даражаси α билан белгиланади.
α = n_дис / n_ум
Диссоциация (ионланиш) даражаси α бирнинг улушларида ёки фоизларда ифодаланади. Агар α = 1 (яъни 100%) бўлса эритмадаги барча зарралар ионларга ажралган ҳолда бўлади (n_дис = n_ум); агар α бирдан кичик (яъни 100% дан кам) бўлса демак барча зарралар эмас, балки уларни бир қисми ионларга ажралган (n_дис < n_ум) бўлади.
Электролитлар диссоциланиш хусусиятига кўра кучли (ассоциланмаган) ва кучсиз (ассоциланган) турларга бўлинади.
Кучли (ассоциланмаган) электролитлар, концентрланмаган (ўртача концентрацияли) эритмаларда ионларга деярли тўлиқ ажралган бўлади. Уларга – кўпчилик тузлар, кучли кислота ва кучли асослар (ишқорлар) киради. Масалан, сувли эритмаларида NaCl, HCl ва NaOH ионларга тўлиқ диссоциланади
NaCl → Na⁺ + Cl^-; HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl^-
(ёки соддалашган ҳолда HCl → H⁺ + Cl^-; NaOH → Na⁺ + OH^- ва х.з.о)
кучли электролитларда ионланиш даражаси α = 1 (100 %).
Концентрланган эритмаларда кучли электролитлар оз бўлсада ассоциланган (ионлашмаган, диссоциланмаган) ҳолда мавжуд бўлади.
Кучсиз (ассоциланган) электролитлар эритмаларда оз диссоциланади. Уларга кучсиз асослар, комплекс бирикмалар (ички сфераси), симоб (II) ионининг баъзи тузлари, HgCl₂, Hg(СN)₂киради. Масалан, сувли эритмаларда сирка кислотаси ва аммиак қисман диссоциланган
CH₃COOH + H₂O = H₃O⁺ + CH₃COO^-
(ёки соддаси CH₃COOH = H⁺ + CH₃COO^-)
NH₃ + H₂O = NH₄⁺ + OH^-
Шу каби тетрахлорплатинат (II) иони ҳам оз диссоциланган.
[PtCl₄]^2- + H₂O = [PtCl₃H₂O]^- + Cl^-
(`ёки соддаси [PtCl₄]^- = [PtCl₃]^- + Cl^-)
Одатда кучсиз электролитлар учун α << 1 ва эритма концентрацияси ортган сайин ортаборади.
Электролитларни кучли ва кучсиз турларга бўлиниши нисбий тушунча, чунки айни бир электролит баъзи эритувчида кучли бўлиши мумкин. Масалан, перхлорат ва хлорид кислоталари сувда ва суюқ аммиакда кучли электролит бўлса, сувсиз сирка кислотада улар кучсиз электролитдир. Аксинча сувда кучсиз бўлган сирка кислотаси эса суюқ аммиакда тўлиқ диссоцилангани учун кучли электролит ҳисобига ўтади.
Аррениус бўйича кучли электролитлар ҳам тўлиқ диссоциланмайди. Қатъиян қаралганда Аррениус назариясини кучли электролит эритмаларига қўллаб бўлмайди. Аррениусгача, кўпчилик олимлар ионлар фақат электролиз вақтидагина ташқи электрик майдон таъсирида, хосил бўлади деб қарашган. Броқ К.И.Д. Гротгус (1785-1822) 1818 йилда молекулани ионларга ажралиши, ташқи электрик майдон таъсирида эмас, балки эриш жараёнида содир бўлади деган ғояни илгари сурган. Аммо, электролит эриши жараёнидаёқ, ташқи электрик майдон бўлмаса ҳам, ионларга ажралади деган тушунча фақат Аррениуснинг электролитик диссоциация назариясидан кейингина оммалашди.
Электролитик диссоциация сабабини (тўлиқ бўлмаса ҳам) содда тушунчаси қуйидагидан иборат.
Вакуумда катион ва анионларни бир бирига тортилишига ҳеч қандай зарралар таъсир этмайди. Бошқа ҳар қандай муҳитда электрик зарядларни бир бирига тортилиш энергияси камаяди ва бу камайиш диэлектрик муҳитнинг диэлектрик доимийси (ε) билан тавсифланади. (ε -вакуумдагига нисбатан электрик карама қарши ишоралик зарядларни бир бирига тортилиш энергияси неча марта камайишини билдиради).
К⁺ катион ва А^- аниондан ибора КА электролит ионларга ажралмоқда дейлик