Teori penceraian elektrolitik. Sejarah dan intipati penemuan saintifik

PENEMUAN SAINTIFIK PALING PENTING
Perpustakaan percuma / Buku Panduan / Penemuan saintifik yang paling penting

Teori penceraian elektrolitik. Sejarah dan intipati penemuan saintifik

Penemuan saintifik yang paling penting

Buku Panduan / Penemuan saintifik yang paling penting

Sejarah kemunculan teori pemisahan elektrolitik dikaitkan dengan nama ahli kimia fizikal Sweden Svante Arrhenius (1859–1927). Pada tahun 1882 beliau lulus dari Universiti Uppsala. Pada tahun 1895 beliau menjadi profesor fizik di Universiti Stockholm. Dari 1896 hingga 1905 Arrhenius adalah rektor universiti ini. Beliau adalah pengarang 200 karya saintifik dalam bidang kimia, fizik, geofizik, meteorologi, biologi, fisiologi.

Adalah menarik bahawa idea yang menjadi asas kepada teori ini timbul berdasarkan eksperimen yang ditubuhkan untuk menyelesaikan masalah yang sama sekali berbeza.

Menurut Yu.I. Solovyov, "semasa masih pelajar di Universiti Uppsala S. Arrhenius, mendengar ceramah gurunya Profesor P.T. nikmat", saintis muda memutuskan untuk menentukan kekonduksian elektrik garam dalam larutan yang mengandungi, bersama-sama dengan air, sejumlah besar bukan -elektrolit Pada masa yang sama, dia meneruskan dari prinsip bahawa rintangan larutan elektrolit adalah lebih besar, lebih besar berat molekul pelarut. Ini adalah rancangan kerja asal.

Tetapi hasil daripada pemerhatian pertama, S. Arrhenius kehilangan minat dalam topik yang difikirkan. Dia terpikat dengan idea baru. Apakah yang berlaku kepada molekul elektrolit dalam larutan? Saintis muda itu sedar bahawa penyelesaian yang berjaya untuk masalah ini akan memungkinkan untuk memberi cahaya terang pada kawasan penyelesaian yang gelap. Jadi daripada menentukan berat molekul bukan elektrolit terlarut, S. Arrhenius mula mengkaji secara intensif keadaan molekul elektrolit dalam larutan.

Kerja ke arah baharu tidak lama lagi memberikan hasil yang cemerlang. Data yang diperoleh dengan mengukur kekonduksian elektrik larutan akueus elektrolit pelbagai kepekatan membenarkan S. Arrhenius membuat kesimpulan yang berani: molekul elektrolit terurai menjadi ion tanpa arus, dan tahap penceraian meningkat dengan pencairan. Seperti yang kita nampak sekarang, ini adalah kesimpulan yang nampak jelas dan mudah daripada data eksperimen. Tetapi ia sama sekali tidak mudah untuk S. Arrhenius, kerana kesimpulan ini memusnahkan idea-idea tradisional yang keras, "seperti granit", tentang keadaan molekul garam, asid dan bes dalam larutan.

Arrhenius tidak dapat membantu tetapi memahami bahawa dia, seorang ahli kimia muda, mengangkat tangannya melawan "asas" kimia. Tetapi ini tidak mengganggunya. Dalam disertasi kedoktorannya (1883), beliau membuat kesimpulan yang luar biasa: “Pekali aktiviti elektrolit menunjukkan bilangan ion yang sebenarnya terdapat dalam larutan, dibahagikan dengan bilangan ion yang akan berada dalam larutan jika elektrolit terbelah sepenuhnya. menjadi molekul elektrolitik ringkas...

Garam terbelah sepenuhnya apabila jumlah air dalam larutan adalah tidak terhingga besar.

Walau bagaimanapun, empat tahun tinggal sebelum penciptaan teori sepenuhnya tentang pemisahan elektrolitik.

Amat penting untuk perkembangan selanjutnya teori pemisahan adalah karya terkenal van't Hoff "Keseimbangan kimia dalam sistem gas dan larutan cair" (1885), di mana didapati bahawa penurunan sebenar dalam lebur. titik, tekanan wap dan tekanan osmotik garam, asid dan bes adalah kurang daripada yang dikira secara teori mengikut hukum Raoult. Ketidakkonsistenan ini mengesahkan peruntukan teori pemisahan, mengikut mana elektrolit dalam larutan akueus terurai menjadi ion yang bergerak bebas.

Pada musim bunga tahun 1887, Arrhenius bekerja di Würzburg dengan F. Kohlrausch. "Sejurus sebelum saya meninggalkan Würzburg (Mac 1887)," kata Arrhenius, "saya menerima karya Van't Hoff yang diterbitkan oleh Akademi Sains Sweden. Saya menelitinya pada suatu petang, setelah menyelesaikan kerja harian saya di institut itu. Ia segera menjadi jelas kepada saya bahawa elektrolit sisihan dalam larutan akueus daripada undang-undang Van't Hoff-Raoult mengenai penurunan takat beku adalah bukti yang paling menarik tentang pemecahan mereka kepada ion. Sekarang saya mempunyai dua cara untuk mengira tahap penceraian: pada satu tangan, dengan merendahkan takat beku, di sisi lain, daripada kekonduksian. Kedua-duanya memberikan hasil yang sama dalam kebanyakan kes, dan saya boleh bercakap secara terbuka tentang pemisahan elektrolit."

Dalam surat kepada van't Hoff pada bulan Mac 1887, saintis Sweden itu menulis: "Kedua-dua teori itu masih pada awal perkembangannya, dan saya berharap sangat meriah bahawa dalam masa terdekat tidak satu tetapi beberapa jambatan akan dilemparkan antara dua kawasan." Dan begitulah ia berlaku.

Pada tahun 1887, artikel terkenal oleh Arrhenius "Mengenai penceraian bahan terlarut dalam air" muncul. Ia menimbulkan kekaguman dari beberapa orang dan kemarahan dari orang lain. Di sini saintis dengan yakin mengisytiharkan bahawa molekul elektrolit (garam, asid, bes) terurai dalam larutan menjadi ion bercas elektrik.

Arrhenius menemui formula untuk menentukan tahap pemisahan elektrolitik. Dengan berbuat demikian, beliau menukar hipotesis kualitatif semata-mata kepada teori kuantitatif yang boleh diuji secara eksperimen.

Selepas peruntukan utama teori ini dicipta, Arrhenius menunjukkan kebolehgunaannya dalam pelbagai bidang sains semula jadi. Untuk pembangunan teori pemisahan elektrolitik, Arrhenius telah dianugerahkan Hadiah Nobel pada tahun 1903.

Selepas tahun 1887, kajian S. Arrhenius, W. Ostwald, N. Nernst, M. Leblanc dan saintis lain bukan sahaja mengesahkan kesahihan peruntukan utama teori pemisahan elektrolitik, tetapi juga dengan ketara mengembangkan bilangan fakta individu yang boleh dibuktikan dengan teori.

Pada tahun 1888, Walter Friedrich Nernst (1864–1941), profesor kimia fizikal di Göttingen dan Berlin, pemenang Hadiah Nobel Kimia 1920 kerana menemui undang-undang ketiga termodinamik, membandingkan kadar resapan ion dengan kelajuan pergerakan ion. semasa elektrolisis, menunjukkan bahawa nombor ini bertepatan . Pada tahun 1889, berdasarkan teori tekanan osmosis dan teori penceraian elektrolitik, Nernst membangunkan teori osmosis mengenai kejadian arus galvanik.

Menurut teori ini, apabila kepekatan ion logam (elektrod) lebih tinggi daripada kepekatannya dalam larutan, ion tersebut masuk ke dalam larutan. Apabila kepekatan ion lebih tinggi dalam larutan, ia didepositkan pada elektrod dan melepaskan casnya. Tetapi dalam kedua-dua kes, lapisan elektrik berganda bertemu di jalan ion. Caj mereka menghalang pemendakan ion atau pembubaran logam tertentu.

"Dalam peruntukan mudah ini," kata Ostwald, "keseluruhan teori pemendakan terkandung, dan semua fenomena kedua-dua penurunan dan peningkatan yang tidak normal dalam keterlarutan mendapat penjelasannya dan boleh diramalkan terlebih dahulu dalam setiap kes individu."

Wilhelm Friedrich Ostwald (1853–1932) dilahirkan di Riga dalam keluarga seorang tukang kerja Jerman. Budak itu belajar di gimnasium sebenar, dan kemudian memasuki Universiti Dorpat. Selepas menamatkan pendidikan kimianya, Ostwald ditinggalkan di sana sebagai pembantu kepada A. Ettingen (1875). Pada tahun 1878, Ostwald mempertahankan tesis kedoktorannya "Penyelidikan volume-kimia dan opto-kimia", di mana beliau mula menggunakan kaedah fizikal secara sistematik untuk menyelesaikan masalah kimia.

Pada tahun 1881 beliau menjadi profesor di Sekolah Politeknik Riga. Ostwald terlibat dalam pengukuran pertalian kimia, menjalankan kajian kalorimetrik, dan mengkaji dinamik kimia. Masalah teori penyelesaian dan elektrokimia muncul dalam karya Ostwald pada permulaan aktiviti penyelidikannya.

Pada 1885-1887, Ostwald menerbitkan dua jilid "Buku Teks Kimia Umum", di mana beliau menggariskan peruntukan utama doktrin ion, yang mana kebanyakan ahli kimia kemudiannya enggan mengenali, dan menekankan kepentingan kimia fizikal sebagai sains bebas. Kemunculan buku teks ini dan penubuhan, bersama Arrhenius dan van't Hoff pada tahun 1887, "Jurnal Kimia Fizikal" bukan sahaja memastikan kebebasan disiplin saintifik baru, tetapi juga menyediakan jalan untuk penembusan fizik ke dalam semua bidang kimia.

Mengkaji kekonduksian elektrik asid pada pelbagai pencairan, Arrhenius menegaskan pada tahun 1884–1886 bahawa kekonduksian elektrik asid meningkat dengan pencairan dan secara asimptotik menghampiri nilai had tertentu. Beliau mendapati bahawa untuk larutan asid lemah (suksin, dsb.) dan bes, peningkatan kekonduksian elektrik molekul dengan pencairan adalah lebih ketara daripada asid kuat, contohnya, sulfurik, dsb.

Pada tahun 1888, beliau mencadangkan satu kaedah untuk menentukan keasaman asid dengan kekonduksian elektrik larutannya dan menunjukkan bahawa kadar tindak balas kimia dalam larutan hanya bergantung pada bahagian terlarut zat terlarut (pada kepekatan ion).

Pada tahun yang sama, Ostwald memperoleh hubungan untuk elektrolit lemah binari, yang dipanggilnya hukum pencairan. Dalam kes khusus undang-undang tindakan jisim ini, hubungan antara pemalar disosiasi elektrolit, kekonduksian elektrik, dan kepekatan larutan dirumuskan. Undang-undang baru menjadi asas bagi kimia larutan akueus. Dalam salah satu karyanya, Ostwald memberikan rumusan matematik tentang hukum pencairan.

"Undang-undang pencairan W. Ostwald," tulis Yu. ia tidak boleh digunakan. Ia memerlukan banyak kajian oleh saintis pada akhir abad ke-XNUMX dan awal abad ke-XNUMX untuk menjelaskan sebab ketidaksubordinatan elektrolit kuat kepada undang-undang pencairan. Keberhasilan Teori penceraian elektrolitik amat jelas ditunjukkan dalam fakta bahawa ia berjaya digunakan untuk menerangkan mekanisme banyak tindak balas kimia dan sifat pelbagai sebatian, seperti kompleks.

Pada tahun 1889, seorang saintis, mempertimbangkan hasil analisis air mineral, melihat percanggahan antara data ini dan teori pemisahan elektrolitik.

Oleh kerana semua garam ini adalah elektrolit, Ostwald percaya bahawa ia dipisahkan menjadi ion. Inilah sebabnya dia menyemak semula bahan kimia analitik dan mencipta buku teks "Asas Saintifik Kimia Analitik" (1894), yang memainkan peranan penting dalam pembangunan kimia analitik moden.

Teori pemisahan elektrolitik dapat menggabungkan kedua-dua teori penyelesaian dan teori elektrokimia. Seperti yang dicadangkan Arrhenius, kedua-dua aliran bergabung menjadi satu.

"Selepas asas teori mekanikal haba," tulis Ostwald pada tahun 1889, "tidak ada satu siri idea dalam sains fizikal yang komprehensif seperti teori penyelesaian oleh van't Hoff dan Arrhenius."

Bantahan terhadap teori itu berdasarkan terutamanya pada fakta bahawa yang dicadangkan oleh Arrhenius hanya sesuai untuk menerangkan sifat-sifat elektrolit lemah. Untuk mengatasi kelemahan ini, Arrhenius menjalankan banyak eksperimen, berusaha untuk membuktikan kebolehgunaan teori itu kepada semua elektrolit. Tetapi asas-asas cemerlang teori pemisahan elektrolitik ini dikembangkan lagi dalam karya-karya saintis generasi akan datang.

Teori pemisahan elektrolitik kemudiannya dipertingkatkan terima kasih kepada kerja, pertama sekali, N. Bjerrum, P. Debye dan E. Hückel. Mereka membangunkan idea yang dinyatakan sebelum ini oleh I. Van Laar bahawa kelakuan luar biasa elektrolit kuat boleh dijelaskan oleh tindakan daya Coulomb.

Pengarang: Samin D.K.

Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian Penemuan saintifik yang paling penting:

▪ Benzena

▪ Konsep benua hanyut

▪ Fisiologi sistem pencernaan

Lihat artikel lain bahagian Penemuan saintifik yang paling penting.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Transistor Rose dan Kapasitor 05.03.2017

Para saintis di Universiti Linköping telah memikirkan cara untuk menyusup mawar hidup dengan polimer konduktif, bukan invasif, dan membuat kapasitor daripadanya.

Ini menjadi aplikasi praktikal penemuan kumpulan yang sama yang dibuat dua tahun sebelumnya. Pada November 2015, mereka menerbitkan artikel dalam jurnal Science Advances di mana mereka menerangkan cara memaksa mawar untuk menyerap larutan polimer konduktif. Hidrogel terbentuk di batang bunga dan membentuk "wayar", jadi jika anda menambah elektrod pada dua hujungnya dan pintu di tengah, anda mendapat transistor.

Kini perkembangan ini telah mengambil bentuk material - bahan yang dibangunkan oleh Roger Gabrielson terbentuk di dalam bunga, dan kemudian arus cecair dalaman membantu mencipta wayar, bukan sahaja di dalam batang, tetapi di seluruh tumbuhan, hingga ke daun dan kelopak. .

"Kami mengecas mawar beratus-ratus kali tanpa kehilangan kapasiti," kata Eleni Stavrinidou, ahli pasukan pembangunan. "Dan kapasitinya adalah setanding dengan kapasiti supercapacitors. Loji itu boleh, tanpa sebarang pengoptimuman, menggerakkan pam nyahcas magnet kami dan pelbagai sensor". Selain membekalkan tenaga kepada penderia dan suis, secara teorinya adalah mungkin untuk mencipta sel bahan api di dalam loji.

Berita menarik lain:

▪ pemulih mikrob

▪ Kaca fleksibel dan elastik

▪ Pusat data bawah air percubaan Microsoft

▪ Fullerene boleh berbahaya

▪ Terowong New York-Washington akan dibina

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Radio amatur teknologi. Pemilihan artikel

▪ artikel Ellochka kanibal. Ungkapan popular

▪ artikel Apa itu bir? Jawapan terperinci

▪ artikel Ahli sosiologi. Deskripsi kerja

▪ artikel Petua untuk mengatur carian syiling, barang kemas emas, khazanah menggunakan pengesan logam. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Cip FPGA XILINX: siri VIRTEX. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web