88
электропроводности по механизму отмеченному выше. Как будет отмечено в
разделе 10.6, в соответствии с [23], молекулы воды могли находиться на стенках и
в микропорах стекла, из которого была изготовлена экспериментальная ячейка.
Вернёмся к ещё одной частице, присутствующей в растворе, отрицательно
полярной
( - )
ОН-группе, возникшей от автодиссоциации молекул воды. Группы
( -
)
ОН, как и атомы натрия и хлора, перемещаются по направлению к аноду. При этом
они могут объединятся с образованием перекиси водорода, которая легко
разрушается с выделением атома кислорода по схеме:
НО
( - )
+
( - )
ОН
Н-О-О-Н НОН + Ö
Объединение атомов кислорода приводит к появлению молекул О
2
около
анода, кроме газообразного хлора.
Итак, заключим. Только вода в диссоциированном состоянии (атом Н и
(-)
ОН)
растворяет молекулы солей, кислот и щелочей на электронейтральные, но полярные
атомы; никаких ионов в растворе нет!
Если к таким растворам, приложить минимально возможное напряжение,
которое не может приводить к ионизации ни одного из видов атомов
присутствующих в растворе, то электропроводность раствора обеспечивается
полярными атомами и частицами. Увеличение напряжения на электродах
приводит к образованию ионов, и тогда в электропроводности участвуют
ионы.
Электропроводность расплава NaCl
В соответствии с положениями, изложенными в разделе 10, ионов в кристалле
хлорида натрия нет. Кристалл NaCl состоит из молекул Na-Cl, взаимодействующих
между собой с помощью магнитных сил, присутствующих в атомах натрия и хлора.
Нагрев кристалла NaCl, приводит к деформации кристаллической решетки из-за
смещения слоёв из молекул NaCl, которые теперь достаточно хаотично
распределяются в объёме кусочка соли. Получили расплав соли хлорида натрия.
Теперь молекулы NaCl стали практически самостоятельными отдельными
единицами.
Атом натрия (ПИ
5,1 эв) взаимодействует с атомом хлора (ПИ 13 эв) через
диполь-дипольную связь (о полярности связи см. раздел 5). Подав на электроды,
контактирующие с расплавом, малое напряжение (
1 в), тока в цепи не
обнаруживается. После увеличения напряжения, соответствующего величине ПИ
атома натрия, происходит отрыв электрона от атома натрия; появляется ион Na
+
;
происходит разрушение молекул NaCl по всему кусочку расплава соли. Действие
постоянного тока приводит к тому, что катион Na
+
перемещается к катоду и,
получая от него электрон, становится атомом Na, оседая на нём. Оставшийся,
отрицательно полярный атом
( - )
Cl, с большей величиной ПИ, двигается к аноду и,
встречая второй такой же атом, образует молекулу Cl
2
. Поэтому над расплавом
хлористого натрия выделяется газообразный хлор.
Итак, если напряжение между электродами не превышает величины ПИ какого-
либо из атомов, присутствующих в расплаве, то электропроводность в расплаве
отсутствует. Увеличение напряжения до величины, превышающей величину ПИ
хотя бы одного из видов атомов, находящихся в расплаве, приводит к появлению
ионов и теперь в расплаве будет присутствовать ионная проводимость.
НОН+HCl.
Рассмотрим механизм реакции диссоциации молекулы HCl в воде (схема 11).
Имеем одну молекулу HCl и одну автодиссоциированную исходную молекулу воды
в составе свободного атома Н и полярной группы ОН.