Dysocjacja jonowa

Cząsteczka związku o budowie jonowej, na przykład cząsteczka NaCl, składa się z jonów Na+ i Cl-. Kryształ chlorku sodu zbudowany jest z ułożonych naprzemian jonów sodowych i chlorkowych. Jony te tworzą cząsteczkę i kryształy wskutek silnego, wzajemnego przyciągania.
Stopienie chlorku sodu, wymagające dostarczenia dużej ilości energii cieplnej, powoduje uwolnienie jonów z siatki krystalicznej. Podobnie działa na NaCl woda.
Siła wzajemnego oddziaływania między jonami, podobnie jak między dwoma ładunkami e1 i e2 znajdującymi się w odległości r od siebie, jest wprost proporcjonalna do iloczynu wartości tych ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi (prawo Coulomba):

gdzie:
e - przenikalność elektryczna środowiska
W próżni e = 1, w wodzie e = 81,1 (w temp. 18C). Oznacza to, że oddziaływanie między jonami Na+ i Cl- w wodzie jest 81,1 razy mniejsze niż w próżni.
Należy pamiętać również, że woda ma budowę polarną. W czasie rozpuszczania soli w wodzie cząsteczki wody, swoimi biegunami dodatnimi ustawiają się w kierunku jonów Cl-, a ujemnymi - w kierunku jonów Na+. Oddziaływanie pomiędzy jonami i cząsteczkami wody (silniejsze od oddziaływania między jonami Na+ i Cl-) powoduje wyrywanie jonów z sieci krystalicznej:
Rozpuszczanie chlorku sodu w wodzie
Zachodzi proces, który zapisać można równaniem:

Gazowy chlorowodór doskonale rozpuszcza się w wodzie, choć nie ma budowy jonowej, lecz, podobnie jak woda, budowę polarną:

W trakcie rozpuszczania chlorowodoru w wodzie zachodzi proces otaczania cząsteczek HCl przez cząsteczki wody przedstawiony na rysunku:

Oddziaływanie wody na cząsteczkę chlorowodoru jest tak silne, że wiązanie spolaryzowane pęka w ten sposób, że para elektronowa (dotąd wspólna) pozostaje przy atomie chloru. Tworzą się dwa jony:

Proces, który omówiony został powyżej, na przykładzie NaCl i HCl nosi nazwę dysocjacji jonowej.
Dysocjacja jonowa jest to rozpad substancji (kryształów jonowych lub polarnych cząsteczek) na jony pod wpływem wody (rozpuszczalnika).
Podobnie jak woda mogą działać również inne polarne rozpuszczalniki.
Za twórcę teorii dysocjacji jonowej, która wyjaśnia między innymi, dlaczego stopione elektrolity lub wodne roztwory elektrolitów przewodzą prąd elektryczny, uważany jest Svante Arrhenius - laureat nagrody Nobla w roku 1903.
Przykłady równań dysocjacji popularnych elektrolitów:





Powstające w wyniku dysocjacji jony to:
dodatnie kationy, na przykład H+, Na+ i
ujemne aniony, na przykład OH-, Cl-, SO42-.
Niektóre elektrolity mogą dysocjować stopniowo. Na przykład, kwasy zawierające w swej cząsteczce więcej niż jeden atom wodoru mogą odszczepiać je stopniowo:


Odszczepienie drugiego jonu wodorowego przebiega trudniej niż pierwszego. Dysocjację tak przebiegającą nazywamy dwustopniową (ogólnie wielostopniową).

Zobacz też:
Stężenia roztworów
Elektrolity
Teorie kwasów i zasad
Stopień i stała dysocjacji. Moc elektrolitów