A futamok szolvatáció (hidratáció)
Mint a fentiekből kiderül, az elektrolitikus disszociációs folyamat igényel jelentős energiaköltségek. Az eredete ennek az energiának nem is tekinthető az Arrhenius-elmélet. Az általánosan elfogadott fogalmak Most, az energia, amely a megjelenése ionok megjelent a folyamat elektrolitos disszociáció és az eredménye közötti kölcsönhatások oldott anyag és az oldószer. Köszönhetően ezt a kölcsönhatást komplexek képződnek tartalmazó oldószer-molekulák - a szolvatált (hidratált) ionok. Energia megfigyelt hatások ezzel, nevezték a javaslat Fajans (1915) az energiák szolvatáció (DG = Us), vagy vizes közegben, hidratáció (DGG = Ug), és a megfelelő hőhatás - melegíti a szolvatáció (- DN =) és hidratációs (- = DNG).
Minden anyagot, hogy képeznek-ionokat feloldjuk, lehet két csoportra oszthatók, attól függően, hogy szerkezete és a kapcsolatok jellegét. Az első ezek közül a vegyületek, amelyeknek kristályrács gyártani ionok - ionofórok. Az ilyen anyagok, a „elektrolitos disszociáció” nem nagyon sikeres, mivel ezek feldolgozására és oldódásig molekulák. Szolvatációs ebben az esetben az energiaforrás nem molekuláris folyamat, és a folyamat a pusztulás a rács a kialakulását szabad ionok. Ezért, oldószerek, amelyek nagy dielektromos állandójú összes ionofórokkal - erős elektrolitok.
A másik csoportba tartoznak a molekuláris anyagok - ionogeny. Képződése ionok, amikor oldott ionos történik csak a saját kémiai kölcsönhatás az oldószert. A töréséhez szükséges energia egy kémiai kötés, offset proton kötési energiája egy vízmolekula a hidrónium ionok (ha az egyik ionok - hidrogén ion), és egy ion hidratációs H3 O + és A -. Ionogeny vizes oldatok általában gyenge elektrolitok.
És az ionoforokkal, és a végtermékek közötti ionos kölcsönhatás az oldott anyag és az oldószer szolvatált ionok és energetikai hatásokat nyilvánvaló, mint a szolvatációs energiával. Ennek bizonyítására szükséges kiszámítani az energia szolvatáltság és hasonlítsa össze az energia a kristályrács (kémiai kötés energia). Ha ezeket az energiákat bezárul, a kimenet a megsemmisítése a rács sók (semleges molekula ionogena) miatt az ion-dipól kölcsönhatás lehet tekinteni helyes.
Energia és hő szolvatáltság elektrolitok először számítják Born és Haber (1919) segítségével ciklusban. alapuló Hess.
DHNaCl - entalpia változás során a megsemmisítése a kristályrács a nátrium-klorid (kommunikáció a rácsenergiája: DGP = DHNaCl - TDS; TDS át 298 K-körülbelül 15 kJ / mol);
DHL - hő nátrium-klorid oldattal, végtelen hígításra extrapolálva sóoldat;
DHS +. DHS - - hő szolvatáció a kation és anion.
Ez a ciklus a hő a szolvatáció szerezni nátrium-klorid
Ez az egyenlet lehetővé teszi, hogy megtalálja a hidratációs hő, ha valaki tudja a hőt az oldódás és a rács energiát. A futamot az oldódás kísérletileg és számított energia rácsok, illetve a vonatkozó egyenletek vagy ciklusban más kísérletileg meghatározható nagyságú.
Mint látható a számításból, hidratációs hője a ugyanabban a sorrendben, mint az energia hálózatok, és rendelkezhet a felbomlása a kristályt egyes ionok.
A kísérleti hidratációs hő ionok. Különbségek melegíti hidratációs elektrolitok egy közös ion, például,
Ők alig különböznek egymástól. Következésképpen, a hidratációs hő adalék vegyületek állnak hidratációs hő az őket alkotó ionok.
Az 1. táblázat azt mutatja, hogy ha több alkálifém-hidroxidok elvonja a hőt a hidratációs cézium ion nullával egyenlő, akkor a relatív hidratációs hő kationok növekedni fog az irányba a Cs Li; hasonló eredményeket kapunk a futamot hidratációs anionok az a feltételezés, hogy a hidratációs hő a jód aniont nullának (2. táblázat).
Így, az ion mérete fontos szerepet játszik a folyamatban a hidratációs: Mint általában, a hőt a sor hasonló tulajdonságait az ionok csökkenésével növekszik sugaruk. A hidratációs hő együtt növekszik ion töltése (lásd. 3. táblázat).
Relatív hidratációs hő kationok azok tartomány száma alkálifém-hidroxidok
Hidratációs hő az egyes ionok nyerhetők kísérleti értékeinek melegíti hidratációs vegyületek, ionok tulajdonított minden egyes töredéke a teljes hidratációs hő. Az így kiválasztott ionok által hidratációs hő az úgynevezett kísérleti. bár mind többé-kevésbé önkényes, és függ a feltevéseket. Ezért nem tekinthető kísérleti, míg a számított hidratációs hő lehetetlenné teszi, hogy megítélje a tökéletesség foka egy elméleti módszer.
Szétválasztására hidratációs hő elektrolitok a saját ionos komponensek azt javasolták, és extrapolációs módszerek alapján a függőség a hidratációs hő ionok sugara.
Hidratációs hő és a valódi ionokat. A ciklus során Born - Haber, amely lehetővé teszi, hogy kiszámítja a hidratációs hő az elektrolit, a szabad ionok kerülnek át a gáz fázist a folyadék révén a felület a lokalizált felületi folytonossági ott cL potenciállal. Minden mól ionok végez elektromos munka közben zi F cL (zi F - 1 mol díj i-edik ion), amely benne van az energia (vagy hő) szolvatáció. A mennyiségű energia (hő) szolvatációját egyes ionok, bizonyos adott elektromos alkatrész zi F cL. az úgynevezett valódi. és a mennyiségeket, amelyek nem tartalmaznak, az úgynevezett kémiai:
Csak főigazgatóságok lehet kiszámítani a kísérleti adatokból (valós); értékek főigazgatóságok (kémiai) és zi F cL tapasztalt definíció áll rendelkezésre. Másrészről, a modell számítási módszereket nyújt főigazgatóságok (kémiai). és következésképpen szigorú kísérleti igazolása ezen modellek lehetetlen.
Modell becslése cL értékeket vizes oldatok azt mutatják, hogy cL »+ 0,1 V Ezért jelenleg a legpontosabb értékek főigazgatóságok (kémiai) lehet kiszámítani a fenti egyenlet segítségével a kísérleti főigazgatóságok (valódi) értékét és CL. származó modell becslései. Vizes oldatok esetében, feltéve, hogy cL »0,1 At, zi F cL» zi 10 kJ / mol, ahol zi figyelembe veszi nemcsak a nagysága, hanem a jel a felelős ion.
Elektrolit molekula (és az összes az elektrolit, mint egész) figyelhető miatt elektroneutralitás egyenlet S Ni zi = 0 vagy S ni zi F cL = 0. Az elektromos komponensek a pozitív és negatív ionok kölcsönösen kompenzálják. Az energia a szolvatáció elektrolit általában nem függ a létezését a potenciális ugrás közötti határ az oldat és a vákuum; a valós és a kémiai energiáját szolvatációját elektrolit azonos.