Teoria de la dissociació electrolítica
From Wikipedia, the free encyclopedia
Les anomalies que tenien les propietats col·ligatives dels electròlits i la conductivitat elèctrica que presentaven les seves dissolucions varen dur al químic suec Svante August Arrhenius a proposar una teoria de la dissociació electrolítica el 1884[1] a la seva tesi doctoral i després en un article el 1887[2] que indicava que els electròlits, en dissolució aquosa o fusos, es dissocien parcialment en ions carregats elèctricament.
La teoria de la dissociació electrolítica es basa en els següents punts:
- Els electròlits, en dissolució o fusos, es dissocien parcialment en ions carregats elèctricament, de manera que la càrrega total sobre els ions positius és igual a la càrrega total sobre els ions negatius; la dissolució en el seu conjunt és neutra.
- Els ions són els àtoms o grups d'àtoms que formen els radicals dels electròlits, els quals resten immodificats en les substàncies químicament anàlogues (grup SO₄ en els sulfats, grup NO₃ en els nitrats, etc.) La càrrega de l'ió és igual a la seva valència i és negativa (anions) pels no metalls i radicals no metàl·lics i és positiva (cations) pels metalls.
- Els ions actuen independentment uns dels altres i de les molècules no dissociades i constitueixen partícules distintes amb propietats físiques i químiques característiques.
- La dissociació d'un electròlit és un procés reversible, ja que els ions originats poden unir-se per formar de nou les molècules del corresponent compost. L'equilibri entre les molècules no dissociades i els ions es desplaça en diluir la dissolució en el sentit d'augmentar la proporció dels ions, ja que aquests estaran més separats i serà més difícil que puguin unir-se per formar novament les molècules; únicament a dilució infinita estaria l'electròlit totalment dissociat.
La teoria d'Arrhenius suposa que els ions es comporten independentment com si fossin partícules neutres i, per això, a partir de qualsevol propietat col·ligativa, que és funció del nombre total de partícules, es podria calcular el grau de dissociació de l'electròlit dissolt. De la mateixa manera, si els ions tenen una velocitat característica independent de la concentració, la conductivitat molar dependrà només del nombre d'ions i a partir d'ella podrà calcular-se també el corresponent grau de dissociació. La realitat és una altra, els ions exerceixen intenses forces electroestàtiques no només estre ells sinó també amb les molècules del dissolvent, i això fa que no es compleixen les condicions suposades a la teoria d'Arrhenius.
En dissoldre un electròlit en qualsevol dissolvent, les seves molècules xoquen contra el compost i arrabassen ions del reticle cristal·lí, els quals queden enllaçats d'una manera més o menys intensa a les molècules del dissolvent, de caràcter polar o polaritzades, pel camp elèctric exercit per l'ió. Els ions, així solvatats (envoltats per molècules del dissolvent), s'atreuen amb una força menor que en el cristall que depèn de la constant dielèctrica del dissolvent.
Les forces interiòniques tendeixen a ordenar els ions en la dissolució de manera anàloga a com hi estan en el cristall però l'agitació tèrmica pertorba extensament aquesta ordenació i dona lloc a una distribució còtica. La dèbil ordenació que resulta determina que cada ió es troba envoltat d'una atmosfera iònica de signe oposat, això és, en un element de volum a una certa distància d'un ió central, per exemple, positiu, existeix per terme mitjà més càrrega negativa que positiva i aquesta densitat de càrrega i el potencial corresponent van disminuint en allunyar-se aquell element de volum de l'ió central. Per donar solució a aquests problemes de la teoria d'Arrhenius els químics Peter Debye i Erich Hückel proposaren una nova teoria.[3]