background image

 

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.