Электролитическая диссоциация — распад вещества на ионы

Электролитическая диссоциация — это распад вещества на ионы при растворении в воде или при расплавлении. Явление лежит в основе всей химии растворов: без диссоциации не было бы реакций в пробирке, не проводился бы электрический ток через раствор соли, не работала бы обычная батарейка. Тема входит в курс химии 9 класса и объясняет, почему одни вещества в растворе проводят ток, а другие — нет.

Что происходит с веществом при диссоциации

Вещество, растворяясь в воде, распадается на заряженные частицы — ионы. Положительно заряженные частицы называются катионами, отрицательно заряженные — анионами. Оба вида ионов появляются одновременно: сколько положительного заряда ушло с катионами, столько же отрицательного унесли анионы. Раствор в целом остаётся электрически нейтральным.

Вещества, которые способны распадаться на ионы, называют электролитами. Именно из-за ионов раствор электролита проводит электрический ток — ионы двигаются к электродам под действием напряжения. Дистиллированная вода сама по себе ток почти не проводит, а вот раствор поваренной соли — проводит, и довольно хорошо. Разница объясняется тем, что в растворе соли есть свободные ионы, а в чистой воде их почти нет.

Как диссоциируют кислоты

Кислоты при диссоциации распадаются на ионы водорода и кислотные остатки. Ион водорода — это катион, а кислотный остаток — анион. Именно наличие ионов водорода в растворе делает кислоту кислотой: чем их больше, тем сильнее выражены кислотные свойства.

Например, серная кислота при диссоциации даёт ионы водорода и сульфат-ионы. Соляная кислота — ионы водорода и хлорид-ионы. Схема одна и та же для любой кислоты: сначала записывается формула, потом показывается, на какие ионы она распадается, отдельно указывается заряд каждого иона.

Как диссоциируют основания

Основания при диссоциации распадаются на ионы металла и гидроксид-ионы. Ион металла заряжен положительно и является катионом, гидроксид-ион заряжен отрицательно и является анионом.

Гидроксид натрия в растворе даёт ионы натрия и гидроксид-ионы. Гидроксид кальция — ионы кальция и гидроксид-ионы, только кальций двухзарядный, поэтому на каждый ион кальция приходится два гидроксид-иона. Именно гидроксид-ионы отвечают за щелочные свойства раствора.

Сильные и слабые электролиты

Не все вещества диссоциируют одинаково полно. Одни распадаются на ионы практически целиком и без остатка — их называют сильными электролитами. К ним относятся большинство растворимых солей, сильные кислоты и сильные щёлочи.

Слабые электролиты диссоциируют обратимо: часть молекул распадается на ионы, а часть остаётся в исходном, недиссоциированном виде. В растворе одновременно существуют и молекулы вещества, и образовавшиеся из них ионы, причём между ними идёт постоянный обмен — молекулы распадаются, ионы снова соединяются, и в растворе устанавливается равновесие. К слабым электролитам относят, например, уксусную кислоту и большинство органических кислот.

Разница между сильными и слабыми электролитами хорошо видна на простом сравнении.

Зачем эта тема нужна в химии

Теория диссоциации объясняет, почему реакции в растворах идут именно так, как идут. Реакции обмена между растворами электролитов на самом деле происходят между ионами, а не между целыми молекулами. Поэтому, зная, как диссоциирует вещество, можно предсказать, какие ионы окажутся в растворе и вступят в реакцию.

Эта же теория объясняет электропроводность растворов и расплавов. Расплавленная соль проводит ток по той же причине, что и её раствор в воде: в расплаве ионы освобождаются из кристаллической решётки и могут свободно двигаться. Понимание этого механизма нужно и для дальнейших тем курса — реакций ионного обмена, гидролиза солей, работы гальванических элементов.

Вопросы про электролитическую диссоциацию

Чем катион отличается от аниона

Катион — это ион с положительным зарядом, анион — с отрицательным. При диссоциации кислоты катионом становится ион водорода, а анионом — кислотный остаток. При диссоциации основания катион — это ион металла, анион — гидроксид-ион. Название «катион» связано с тем, что такой ион движется к катоду, а «анион» — к аноду, если через раствор пропустить электрический ток.

Почему соли и щёлочи проводят ток в растворе, а сахар — нет

Соли и щёлочи — электролиты, они распадаются в воде на свободные ионы, и эти ионы переносят электрический заряд. Сахар в воде не диссоциирует на ионы: он растворяется, но остаётся в виде целых молекул. Раз свободных заряженных частиц нет, ток такой раствор не проводит.

Как отличить сильный электролит от слабого при написании уравнения

Сильный электролит в уравнении реакции сразу записывают в виде ионов — считается, что он распался полностью. Слабый электролит записывают в виде молекулы, потому что он диссоциирует лишь частично и в растворе преобладает недиссоциированная форма. Список сильных кислот, щелочей и растворимых солей обычно даётся в таблице растворимости или в учебнике — его стоит держать под рукой при решении задач на ионные уравнения.

Чаще всего путают направление процесса: диссоциация — это распад вещества на ионы, а не их соединение обратно в молекулу. И ещё одна частая ошибка — забывать про обратимость слабых электролитов и записывать их сразу как полностью распавшиеся ионы, хотя правильно оставить формулу молекулы целой.

Читайте также

• Воздушные линии электропередач (ВЛЭП) - классификация и устройство
• Кто и когда изобрел электрический фонарь?