Dissociació elèctrica: els fonaments teòrics de l'electroquímica

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

La dissociació elèctrica juga un paper molt important a les nostres vides, encara que normalment no hi pensem. És amb aquest fenomen que s'associa la conductivitat elèctrica de sals, àcids i bases en un medi líquid. Des dels primers batecs del cor provocats per l'electricitat "viva" del cos humà, que és líquida en un vuitanta per cent, fins als cotxes, telèfons mòbils i reproductors, les bateries dels quals són essencialment bateries electroquímiques, la dissociació elèctrica està present de manera invisible a tot arreu a prop nostre.

En tines gegantines que emeten fums tòxics de la bauxita fosa a altes temperatures, el metall "alat" - alumini s'obté per electròlisi. Tot el que ens envolta, des de les reixes cromades dels radiadors fins a les arracades platejades a les orelles, una vegadao enfrontats a solucions o sals foses, i per tant amb aquest fenomen. No debades la dissociació elèctrica és estudiada per tota una branca de la ciència: l'electroquímica.

Quan es dissol, les molècules del líquid dissolvent entren en un enllaç químic amb les molècules de la substància dissolta, formant solvats. En una solució aquosa, les sals, els àcids i les bases són més susceptibles a la dissociació. Com a resultat d'aquest procés, les molècules de solut es poden descompondre en ions. Per exemple, sota la influència d'un dissolvent aquós, els ions Na⁺ i CI^{- del cristall iònic de NaCl passen al medi dissolvent en un nova qualitat de partícules solvatades (hidratades).}

Aquest fenomen, que és essencialment el procés de descomposició total o parcial d'una substància dissolta en ions com a resultat de l'acció d'un dissolvent, s'anomena "dissociació elèctrica". Aquest procés és extremadament important per a l'electroquímica. És de gran importància el fet que la dissociació de sistemes complexos multicomponents es caracteritza per un flux gradual. Amb aquest fenomen, també hi ha un fort augment del nombre d'ions en solució, que distingeix les substàncies electrolítiques de les no electrolítiques.

En el procés d'electròlisi, els ions tenen una clara direcció de moviment: partícules amb càrrega positiva (cations) - a un elèctrode carregat negativament, anomenat càtode, i ions positius (anions) - a l'ànode, un elèctrode amb càrrega oposada, on es descarreguen. Els cations es redueixen i els anions s'oxiden. Per tant, la dissociació és un procés reversible.

Una de les característiques fonamentals d'aquest procés electroquímic és el grau de dissociació electrolítica, que s'expressa com la relació entre el nombre de partícules hidratades i el nombre total de molècules de la substància dissolta. Com més alt sigui aquest indicador, més fort és l'electròlit aquesta substància. Sobre aquesta base, totes les substàncies es divideixen en electròlits febles, de força mitjana i forts.

El grau de dissociació depèn dels següents factors: a) la naturalesa del solut; b) la naturalesa del dissolvent, la seva constant dielèctrica i polaritat; c) concentració de la solució (com més baix sigui aquest indicador, més gran serà el grau de dissociació); d) la temperatura del medi de dissolució. Per exemple, la dissociació de l'àcid acètic es pot expressar amb la fórmula següent:

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^-

Els electròlits forts es dissocien de manera gairebé irreversible, ja que la seva solució aquosa no conté les molècules originals i els ions no hidratats. També cal afegir que totes les substàncies que tenen enllaços químics de tipus polar iònic i covalent estan subjectes al procés de dissociació. La teoria de la dissociació electrolítica va ser formulada pel destacat físic i químic suec Svante Arrhenius el 1887.