§ 71. Электролитическая диссоциация.

Мы видим, что представление об ионной проводимости действительно хорошо и просто объясняет явление электролиза. Откуда же берутся ионы внутри электролита, если до растворения молекулы растворенного вещества были в целом не заряжены? Возникают ли эти ионы под действием приложенного электрического поля или же они имеются внутри электролита с самого начала, еще до замыкания цепи?

Несложные опыты и рассуждения показывают, что разделение молекул на заряженные ионы не связано с наличием тока. Действительно, если бы молекулы разрывались внешним электрическим полем, то должна была бы существовать некоторая минимальная напряженность поля в электролите, необходимая для начала электролиза и зависящая от прочности молекул. Опыт же показывает, что это не так и что электролиз начинается при любом, сколь угодно малом поле. Это можно проверить, например, проводя электролиз медного купороса при медных электродах, когда нет искажающего влияния поляризации электродов (§ 77), какое бывает, например, при электролизе подкисленной воды. Подобного рода опыты показывают, что ионы возникают не под действием тока, а образуются в процессе растворения вещества. Образование ионов при растворении носит название электролитической диссоциации.

Растворение не всегда сопровождается диссоциацией на ионы, а поэтому и не все растворы проводят электрический ток. Следующий опыт наглядно показывает такое различие.

Соединим последовательно с электрической лампочкой сосуд, содержащий дистиллированную воду и два металлических электрода, и включим их в осветительную сеть. Лампочка светиться не будет, так как дистиллированная вода практически не является проводником: в ней растворено лишь ничтожное количество примесей, а сами молекулы воды почти недиссоциированы. Бросим теперь в воду щепотку сахара. Раствор по-прежнему будет оставаться непроводящим, значит, молекулы сахара при растворении не диссоциируют. Но если вместо сахара растворить в воде щепотку поваренной соли или несколько капель соляной кислоты, то лампочка начинает светиться (рис. 110): водный раствор соли проводит электричество, а следовательно, в нем происходит электролитическая диссоциация. Конечно, в этом опыте лампочка служит только индикатором тока и может быть заменена каким-нибудь измерительным прибором.

Рис. 110. Водный раствор кислоты или соли проводит электрический ток

Представление об электролитической диссоциации, сопровождающей растворение, ввел шведский физик и химик Сванте Аррениус (1859-1927). Аррениус следующим образом объяснил различие между, электролитами и неэлектролитами, равно как и то обстоятельство, что именно водные растворы особенно хорошо проводят электричество. К числу электролитов относятся вещества, молекулы которых построены из положительно и отрицательно заряженных атомов, сдерживаемых силами электрического взаимодействия. Однако сила взаимодействия между двумя зарядами в среде с диэлектрической проницаемостью , согласно формуле (36.4), уменьшается в  раз. Поэтому в растворителе с большой диэлектрической проницаемостью (у воды ) силы, сдерживающие ионы в молекуле, значительно уменьшаются. Молекулы из таких слабо связанных ионов под действием непрерывных тепловых соударений «разбиваются» на заряженные части – ионы, т, е, испытывают электролитическую диссоциацию.

71.1. Почему вокруг электролита, например вокруг раствора поваренной соли, нет электрического поля и он представляется нам незаряженным, хотя внутри него имеются заряженные ионы?

71.2. Почему все разноименные ионы в электролите не собираются под действием взаимного притяжения в нейтральные молекулы? Что поддерживает все время ионизацию внутри электролита?