ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้าคืออะไร? - วิทยาศาสตร์ - 2026

ทฤษฎีของการแยกตัวออกไฟฟ้าหมายถึงการแยกโมเลกุลอิเล็กลงส่วนประกอบอะตอมของมัน การแยกตัวของอิเล็กตรอนคือการแยกสารประกอบออกเป็นไอออนในสารละลายขาเข้า การแยกตัวด้วยไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ของตัวถูกละลายและตัวทำละลาย

ผลลัพธ์ที่แสดงบนสเปกโทรสโคปบ่งชี้ว่าปฏิสัมพันธ์นี้เป็นสารเคมีในธรรมชาติ นอกเหนือจากความสามารถในการละลายของโมเลกุลตัวทำละลายและค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของตัวทำละลายซึ่งเป็นสมบัติระดับมหภาคแล้วยังมีบทบาทสำคัญในการแยกตัวด้วยไฟฟ้า

ทฤษฎีคลาสสิกของการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ได้รับการพัฒนาโดย S. Arrhenius และ W. อิเล็กโทรไลต์ที่แยกตัวออก

ความสมดุลแบบไดนามิกระหว่างโมเลกุลและไอออนที่แยกจากกันถูกอธิบายโดยกฎของการกระทำของมวล

มีข้อสังเกตการทดลองหลายประการที่สนับสนุนทฤษฎีนี้ ได้แก่ ไอออนที่มีอยู่ในอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งการประยุกต์ใช้กฎของโอห์มปฏิกิริยาไอออนิกความร้อนของการทำให้เป็นกลางคุณสมบัติการเรียงตัวที่ผิดปกติและสีของสารละลาย อื่น ๆ

ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า

ทฤษฎีนี้อธิบายถึงสารละลายในน้ำในรูปของกรดซึ่งแยกตัวออกเพื่อเสนอไอออนไฮโดรเจนและเบสซึ่งแยกตัวออกเพื่อเสนอไฮดรอกซิลไอออน ผลิตภัณฑ์ของกรดและเบสคือเกลือและน้ำ

ทฤษฎีนี้เปิดเผยในปี 1884 เพื่ออธิบายคุณสมบัติของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ เป็นที่รู้จักกันในชื่อทฤษฎีไอออน

ฐานหลักของทฤษฎี

เมื่ออิเล็กโทรไลต์ละลายในน้ำจะแยกอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าออกเป็น 2 ประเภทชนิดหนึ่งชาร์จประจุบวกและอีกชนิดหนึ่งมีประจุลบ อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเหล่านี้เรียกว่าไอออน ไอออนที่มีประจุบวกเรียกว่าไอออนบวกและไอออนที่มีประจุลบจะเรียกว่าแอนไอออน

ในรูปแบบที่ทันสมัยทฤษฎีนี้สันนิษฐานว่าอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งประกอบด้วยไอออนที่จับตัวกันโดยแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต

เมื่ออิเล็กโทรไลต์ละลายในตัวทำละลายแรงเหล่านี้จะอ่อนลงจากนั้นอิเล็กโทรไลต์จะผ่านการแยกตัวออกเป็นไอออน ไอออนจะละลาย

กระบวนการแยกโมเลกุลออกเป็นไอออนในอิเล็กโทรไลต์เรียกว่าไอออไนเซชัน เศษส่วนของจำนวนโมเลกุลทั้งหมดที่มีอยู่ในสารละลายเป็นไอออนเรียกว่าระดับไอออไนเซชันหรือระดับการแยกตัว ระดับนี้สามารถแสดงด้วยสัญลักษณ์α

มีการสังเกตว่าอิเล็กโทรไลต์ทั้งหมดไม่แตกตัวเป็นไอออนในระดับเดียวกัน บางชนิดแตกตัวเป็นไอออนเกือบทั้งหมดในขณะที่บางชนิดแตกตัวเป็นไอออนอ่อน ระดับของการแตกตัวเป็นไอออนขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ

ไอออนที่มีอยู่ในสารละลายจะรวมตัวกันเป็นโมเลกุลที่เป็นกลางอย่างต่อเนื่องดังนั้นจึงสร้างสภาวะสมดุลแบบไดนามิกระหว่างโมเลกุลที่แตกตัวเป็นไอออนและไม่แตกตัวเป็นไอออน

เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกส่งผ่านสารละลายอิเล็กโทรไลต์ไอออนบวก (ไอออนบวก) จะเคลื่อนที่ไปยังแคโทดและไอออนลบ (แอนไอออน) จะเคลื่อนที่ไปยังขั้วบวกเพื่อคายประจุ นั่นหมายความว่าเกิดกระแสไฟฟ้า

สารละลายอิเล็กโทรไลต์

สารละลายอิเล็กโทรไลต์เป็นกลางตามธรรมชาติเสมอเนื่องจากประจุรวมของไอออนชุดหนึ่งจะเท่ากับประจุรวมของไอออนอีกชุดหนึ่งเสมอ อย่างไรก็ตามไม่จำเป็นว่าจำนวนของไอออนทั้งสองชุดจะต้องเท่ากันเสมอไป

คุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์ในสารละลายคือคุณสมบัติของไอออนที่มีอยู่ในสารละลาย

ตัวอย่างเช่นสารละลายที่เป็นกรดจะมีไอออน H + เสมอในขณะที่สารละลายพื้นฐานประกอบด้วย OH- ไอออนและคุณสมบัติลักษณะเฉพาะของสารละลายคือไอออนที่มี H- และ OH- ตามลำดับ

ไอออนทำหน้าที่เป็นโมเลกุลไปสู่จุดเยือกแข็งจุดเยือกแข็งเพิ่มจุดเดือดลดความดันไอและสร้างความดันออสโมติก

การนำไฟฟ้าของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ขึ้นอยู่กับลักษณะและจำนวนไอออนเมื่อกระแสไฟฟ้าถูกประจุผ่านสารละลายโดยการเคลื่อนที่ของไอออน

ไอออน

ทฤษฎีคลาสสิกของการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ใช้ได้กับสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอเท่านั้น

อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่งในสารละลายเจือจางจะแยกตัวออกจากกันโดยสิ้นเชิง ดังนั้นแนวคิดเรื่องความสมดุลระหว่างไอออนและโมเลกุลที่แยกตัวออกจากกันจึงไม่สำคัญ

ตามแนวคิดทางเคมีคู่ไอออนและมวลรวมที่ซับซ้อนที่สุดเกิดขึ้นในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นปานกลางและสูง

ข้อมูลสมัยใหม่ระบุว่าคู่ไอออนประกอบด้วยไอออนที่มีประจุตรงข้ามกันสองตัวติดต่อกันหรือคั่นด้วยโมเลกุลของตัวทำละลายตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป คู่ไอออนเป็นกลางทางไฟฟ้าและไม่มีส่วนร่วมในการส่งกระแสไฟฟ้า

ในสารละลายที่ค่อนข้างเจือจางของอิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นความสมดุลระหว่างไอออนที่ละลายทีละคู่และไอออนคู่สามารถอธิบายได้คร่าวๆในลักษณะที่คล้ายคลึงกับทฤษฎีคลาสสิกของการแยกตัวด้วยไฟฟ้าโดยการแยกตัวคง

ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับระดับของการแตกตัวเป็นไอออน

ระดับไอออไนเซชันของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้:

• ลักษณะของตัวถูกละลาย : เมื่อส่วนที่แตกตัวเป็นไอออนของโมเลกุลของสารถูกจับเข้าด้วยกันโดยพันธะโควาเลนต์แทนที่จะเป็นพันธะอิเล็กโทรวาเลนต์ไอออนจะถูกจ่ายลงในสารละลายน้อยลง สารเหล่านี้เป็นอิเล็กโทรไลต์บางชนิดที่อ่อนแอ อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่งจะถูกทำให้เป็นไอออนในสารละลายเกือบทั้งหมด
• ลักษณะของตัวทำละลาย : หน้าที่หลักของตัวทำละลายคือทำให้แรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตอ่อนลงระหว่างไอออนสองตัวเพื่อแยกออก น้ำถือเป็นตัวทำละลายที่ดีที่สุด
• การเจือจาง : ความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนของอิเล็กโทรไลต์นั้นแปรผกผันกับความเข้มข้นของสารละลาย ดังนั้นระดับของไอออไนเซชันจะเพิ่มขึ้นตามการเจือจางที่เพิ่มขึ้นของสารละลาย
• อุณหภูมิ : ระดับไอออไนเซชันเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากที่อุณหภูมิสูงขึ้นความเร็วของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้นเกินแรงดึงดูดระหว่างไอออน

อ้างอิง

1. การแยกตัวด้วยไฟฟ้า ดึงมาจาก dictionary.com.
2. การแยกตัวด้วยไฟฟ้า สืบค้นจาก encyclopedia2.thefreedictionary.com.
3. ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า กู้คืนจากคำศัพท์. com
4. ทฤษฎี Arrhenius ของการแยกตัวของ clectrolytic กู้คืนจาก asktiitians.com.