§ 25. Электролитическая диссоциация веществ в растворах

Диссоциация соединений с ионным типом связи

Ионные кристаллы состоят из катионов и анионов, связанных между собой силами электростатического взаимодействия в упорядоченную кристаллическую структуру. Под воздействием полярных молекул воды происходит разрушение ионных кристаллов и их растворение с образованием гидратов ионов (рис. 57).

img
Рис. 57. Разрушение кристалла под действием молекул воды и гидратация
образующихся ионов

Изучите рисунок 57 и обратите внимание на относительный размер катионов Na+, анионов Cl–, молекул воды, а также знаки частичных зарядов на атомах H и O в молекуле воды. Обратите внимание на то, каким атомом молекула воды повёрнута к катиону Na+, а каким — к аниону Cl–. Почему молекула воды ориентирована к катиону Na+ атомом кислорода, а к аниону Cl– — атомом водорода?

Особенностью диссоциации ионных соединений (солей и щелочей) является то, что эти вещества уже состоят из ионов и полярные молекулы воды только разделяют катионы и анионы. Затрата энергии на диссоциацию компенсируется выделением энергии при гидратации ионов, и в целом процесс протекает самопроизвольно.

Являясь хорошо растворимыми в воде основаниями, щёлочи диссоциируют в водных растворах на гидроксид-анионы и катионы металла:

KОН space rightwards arrow space straight K to the power of plus space plus space ОН to the power of – semicolon Са left parenthesis ОН right parenthesis subscript 2 rightwards arrow space Са to the power of 2 plus space end exponent plus space 2 ОН to the power of –.

В результате диссоциации солей в воде их ионные кристаллы распадаются на катионы металлов (или аммония) и анионы кислотных остатков:

Na subscript 2 CO subscript 3 space rightwards arrow space 2 Na to the power of plus space end exponent plus space CO subscript 3 superscript 2 minus end superscript semicolon left parenthesis NH subscript 4 right parenthesis subscript 3 PO subscript 4 space rightwards arrow space 3 NH subscript 4 superscript plus space plus space PO subscript 4 superscript 3 minus end superscript.