314 [1024x768]

323

WŁAŚCIWOŚCI ROZTWORÓW ELEKTROLITÓW

po rozpuszczeniu kryształu w wodzie mogłoby dojść do utworzenia niezdysoc-jowanych cząsteczek. Ponieważ w tym przypadku woda nie powoduje dysoc-cjacji (tzn. rozpadu obojętnej elektrycznie cząsteczki na jony), jej wpływ ogranicza się jedy nie do oddalenia jonów od siebie.

W przypadku jednakże takich cząsteczek jak HCI, które w fazie gazowej niewątpliwie istnieją pod postacią cząsteczek, wpływ wody jako rozpuszczalnika jest istotny. Uwidacznia się on w dwojaki sposób. Cząsteczki wody mając trwały moment dipolowy (/1 = 1,84 D) ulegają w polu elektrycznym, wytworzonym przez jon, orientacji i przyciąganiu przez jon. Wskutek działania sił typu jon—dipol, jony otaczają się otoczką solwatacyjną.

Energia oddziaływania jonu o ładunku ze z dipolem elektrycznym ustawionym do kierunku wytworzonego przez jon pola pod kątem S wynosi:

(5.10)

gdzie: eó jest przenikalnością dielektryczną ośrodka, zaś r odległością pomiędzy jonem a dipolem. Dla jonu jednowartościowego (e = 4,8 • 10“¹⁰ jES -- 1,60- 10"¹⁹ kulombów), skierowanego zgodnie z kierunkiem linii pola (G = 0°), i znajdującego się w odległości r = 1 A od dipola wody (ji * * 1,84 D), energia ta wynosi 8,6 • 10"¹² ergów (8,6 • 10"¹⁹ J). Wartość energii termicznej k T w temperaturze pokojowej wynosi zaledwie 1,38 • 10“¹⁹ • ■ 300 = 4,1 • 10"¹⁴ ergów (4,1 • 10"²¹ J), a więc jest około sto razy mniejsza. Przyjęto wartość eó = 1, gdyż pomiędzy jonem a dipolem wody nie ma żadnego ośrodka.

Należy podkreślić, że woda jest rozpuszczalnikiem o bardzo wysokiej przeni-kalności dielektrycznej (eó * 80), co ogromnie obniża energię oddziaływania pomiędzy przedzielonymi rozpuszczalnikiem jonami w stosunku do próżni.

Przekonuje nas o tym proste obliczenie. W próżni eó * 1 i energia oddziaływania pomiędzy dwoma jonami oddalonymi o 2 A wynosi:

= -173,3 kcal • mol“‘(“725,572 • 10⁶ J kmol"¹) W wodzie eó £ 80, stąd:

AV = —- -2,16 kcal - mol-'(-9,043- 10‘J krnol'¹)

Tak więc do faktu, że mocne elektrolity już w stanie stałym zbudowane są z jonów, dochodzi ułatwiające dysocjację obniżenie energii oddziaływania pomiędzy jonami.