Dissociazione elettrica: i fondamenti teorici dell'elettrochimica

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

La dissociazione elettrica gioca un ruolo enorme nelle nostre vite, anche se di solito non ci pensiamo. È a questo fenomeno che è associata la conduttività elettrica di sali, acidi e basi in un mezzo liquido. Dai primi battiti cardiaci causati dall'elettricità "vivente" nel corpo umano, che è liquido per l'ottanta per cento, alle automobili, ai telefoni cellulari e ai lettori, le cui batterie sono essenzialmente batterie elettrochimiche, la dissociazione elettrica è invisibile ovunque vicino a noi.

In giganteschi tini che emettono fumi tossici dalla bauxite fusa ad alte temperature, il metallo "alato" - alluminio si ottiene per elettrolisi. Tutto ciò che ci circonda, dalle griglie del radiatore cromate agli orecchini argentati nelle nostre orecchie, una voltao di fronte a soluzioni o sali fusi, e quindi a questo fenomeno. Non per niente la dissociazione elettrica è studiata da un'intera branca della scienza: l'elettrochimica.

Quando disciolte, le molecole del liquido solvente entrano in un legame chimico con le molecole della sostanza disciolta, formando solvati. In una soluzione acquosa, sali, acidi e basi sono più suscettibili alla dissociazione. Come risultato di questo processo, le molecole di soluto possono decomporsi in ioni. Ad esempio, sotto l'influenza di un solvente acquoso, gli ioni Na⁺ e CI^{- nel cristallo ionico NaCl passano nel mezzo solvente in un nuova qualità delle particelle solvatate (idratate).}

Questo fenomeno, che è essenzialmente il processo di decomposizione totale o parziale di una sostanza disciolta in ioni a seguito dell'azione di un solvente, è chiamato "dissociazione elettrica". Questo processo è estremamente importante per l'elettrochimica. Di grande importanza è il fatto che la dissociazione di sistemi multicomponenti complessi è caratterizzata da un flusso graduale. Con questo fenomeno si ha anche un forte aumento del numero di ioni in soluzione, che distingue le sostanze elettrolitiche da quelle non elettrolitiche.

Nel processo di elettrolisi, gli ioni hanno una chiara direzione di movimento: particelle con una carica positiva (cationi) - a un elettrodo caricato negativamente, chiamato catodo, e ioni positivi (anioni) - all'anodo, un elettrodi con carica opposta, dove si scaricano. I cationi sono ridotti e gli anioni sono ossidati. Pertanto, la dissociazione è un processo reversibile.

Una delle caratteristiche fondamentali di questo processo elettrochimico è il grado di dissociazione elettrolitica, espresso come rapporto tra il numero di particelle idratate e il numero totale di molecole della sostanza disciolta. Più alto è questo indicatore, più forte è l'elettrolito di questa sostanza. Su questa base, tutte le sostanze sono suddivise in elettroliti deboli, di media intensità e forti.

Il grado di dissociazione dipende dai seguenti fattori: a) la natura del soluto; b) la natura del solvente, la sua costante dielettrica e polarità; c) concentrazione della soluzione (minore è questo indicatore, maggiore è il grado di dissociazione); d) la temperatura del mezzo di dissoluzione. Ad esempio, la dissociazione dell'acido acetico può essere espressa dalla seguente formula:

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^-

Gli elettroliti forti si dissociano quasi irreversibilmente, poiché la loro soluzione acquosa non contiene le molecole originali e gli ioni non idratati. Va inoltre aggiunto che tutte le sostanze che hanno legami chimici di tipo ionico e covalente polare sono soggette al processo di dissociazione. La teoria della dissociazione elettrolitica fu formulata dall'eccezionale fisico e chimico svedese Svante Arrhenius nel 1887.