阿倫尼烏斯電離理論

電離理論一般指本詞條

阿倫尼烏斯電離理論(Arrhenius ionization theory)。瑞典化學家S.A.阿倫尼烏斯提出的電解質在溶液中自動離解成正、負離子的理論。

簡史,套用,解釋,

簡史

關於電解質(酸、鹼、鹽)的水溶液為什麼會導電的問題 ,從19世紀初就為科學界所關注 。1834 年 ,英國M.法拉第在論文《關於電的實驗研究》中提出,在電解時溶液中的電流是由帶電荷的分解產物傳輸的,他把電解前未分解的物質叫做電解質,傳輸電流的分解產物叫做離子,帶正電並向陰極移動的離子稱為陽離子;帶負電並向陽極移動的離子稱為陰離子。法拉第認為離子是在電流的作用下產生的。當時的科學界把這種觀點視為金科玉律。阿倫尼烏斯在研究高度稀釋的電解質水溶液的電導時,發現電解質分子會自動離解,他先後於1883年和1887年發表了兩篇論文——《電解質的導電性研究》和《關於溶質在水中的離解》,內容為酸、鹼、鹽在水溶液中自動地部分離解為帶不同電荷的離子,而不需要藉助電流的作用產生離子。在無限稀釋的溶液中,電解質接近百分之百離解。不同電解質在水溶液中的離解程度是不一樣的,離解程度可用電離度表示,它是溶液中已經電離的電解質分子數占原來總分子數(包括已經電離和尚未電離的)的百分數。阿倫尼烏斯電離理論發表後,遭到大多數科學家的反對,經過J.H.范托夫和F.W.奧斯特瓦爾德的支持,才獲得公認。

套用

阿倫尼烏斯認為,離子對於稀溶液的依數性( 電解質溶液的蒸氣壓下降、凝固點降低、沸點升高)起著同未離解分子一樣的作用,它們的凝固點降低等依數性應該是同濃度非電解溶液的倍數,這個倍數就是范托夫係數。
在相同情況下(指溶液濃度和其他外界條件),下列在水溶液中發生的中和反應所放出的熱量都相同:
HCl+NaOHNaCl+H2O
HCl+KOHKCl+H2O
HNO3+NaOHNaNO3+H2O根據電離理論,強酸在稀溶液中幾乎完全電離為氫離子和酸根離子;強鹼在稀溶液中也幾乎完全電離為氫氧根離子和金屬離子,強酸與強鹼的中和反應實質上是氫離子與氫氧根離子之間的反應:
H++OH-H2O酸根離子和金屬離子都留在溶液中,並未發生變化,因此上述各反應放出的熱量都是相同的。

解釋

不同鹽類(強電解質)的溶液混合後,假如沒有氣體產生或沉澱析出,則反應既不放熱,又不吸熱,例如氯化鈉溶液與硝酸鉀溶液混合後,生成物氯化鉀和硝酸鈉也都是可溶性鹽,它們在稀溶液中都離解為離子,實質上此反應是四種離子(Na+、Cl-、K+、NO3-)混合在一起,並沒有發生其他變化。
溶液的顏色往往與固體的顏色不同 ,例如 CuCl2固體是棕黃色的,CuBr2固體是黑色的,CuSO4·5H2O固體是藍色的。將這三種固體配成稀溶液,則溶液全是藍色的。這一現象可以用電離理論解釋 , 由於這三種銅鹽溶於水,全離解產生Cu2+,而離解出來的陰離子Cl-、Br- 、都是無色的,所以溶液所顯的藍色就是Cu2+的顏色。
氯化物可以用硝酸銀來檢驗,不論是氯化鈉、氯化鉀 、氯化鈣或其他氯化物溶液,只要加入硝酸銀溶液,都會產生白色的氯化銀沉澱,和它是鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽無關,這又一次證明了在稀溶液中這些鹽類都是以離子的形式存在,這種檢驗反應實質上是氯離子與銀離子之間的反應:
Cl-+Ag+AgCl↓由此可見,電離理論是鹽類定性分析方法的理論基礎。

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