Dysocjacja Elektrolityczna: Kompleksowe Omówienie

Szczegóły: Opublikowano: 18. April 2026

Teoria dysocjacji opisana przez Svantego Arrheniusa pozwoliła wyjaśnić wiele zjawisk chemicznych i fizycznych. W 1903 roku wiedza ta zasługiwała na Nagrodę Nobla.

Podstawy Dysocjacji Elektrolitycznej

Dysocjacja elektrolityczna (jonowa) to rozpad substancji na jony (kationy i aniony) pod wpływem wody. Dysocjacji elektrolitycznej ulegają nieorganiczne kwasy, zasady i sole oraz niektóre związki organiczne. Proces zachodzi powszechnie w roztworach wodnych, polegający na rozpadzie cząsteczek wody na jony OH- i H+ oraz rozpuszczanych w wodzie substancji na jony. Zachodzi w wyniku oddziaływania substancji rozpuszczanej i cząsteczek wody.

Dysocjacja elektrolityczna ustala stosunek stężeń jonów H+ i OH- (właściwie H2O+ i OH-), decydując o kwasowości (zasadowości) roztworu oraz o stanie innych równowag hydrogeochemicznych zachodzących w wodach podziemnych.

Aby poprawnie określać liczbę moli i ładunek powstających jonów, należy pamiętać, że w procesie dysocjacji:

Liczba powstających ładunków dodatnich jest równa liczbie ładunków ujemnych.
Liczba kationów i anionów jest równa liczbie atomów (lub grup atomów) we wzorze substancji.
Ładunek jonu jest równy wartościowości atomu lub grupy atomów.

Liczbę podającą ładunek jonu zapisuje się w prawym górnym rogu, podając po niej znak + lub -, tzn. 3+ a nie +3. Liczbę 1 pomijamy (piszemy tylko + lub -).

Przeczytaj także: Gdzie kupić wodę destylowaną?

Przykłady Nazewnictwa Anionów

Nazwa anionu pochodzi od nazwy kwasu, w którym występuje np.:

Cl- - chlorkowy
S2- - siarczkowy
SO42- - siarczanowy (VI)
SO32- - siarczanowy (IV)
CO32- - węglanowy

Dysocjacja Kwasów

Kwasy to związki, które w roztworze wodnym dysocjują na jednododatnie kationy wodoru i aniony reszty kwasowej:

⟶H2O n +

gdzie: R - reszta kwasowa; n - wartościowość reszty kwasowej (ilość atomów wodoru w cząsteczce kwasu)

Niektóre kwasy, jak np. solny, dysocjują całkowicie, to znaczy, że w roztworze wodnym kwasu solnego nie ma cząsteczek HCl, są tylko jony H+ i Cl-. Takie elektrolity nazywamy mocnymi. Strzałka → wskazuje na to, że proces dysocjacji przebiega jednokierunkowo.

Przeczytaj także: Inwestycje w Jakość Wody w Proszówkach

Kwas siarkowodorowy w roztworze wodnym jest nie w pełni zdysocjowany. Oznacza to, że zawiera zarówno cząsteczki H2S, jak i jony H+i S2-. Elektrolity takie nazywamy słabymi. W przypadku takich kwasów stosuje się strzałkę podwójną ⇄.

Kwasy beztlenowe dysocjują na: kationy wodoru (jony dodatnie) i aniony reszty kwasowej (jony ujemne), np. Cl- (anion chlorkowy), S2- (anion siarczkowy), F- (anion fluorkowy).

Dysocjacja Kwasów Tlenowych

Kwasy tlenowe dysocjują na: kationy wodoru (jony dodatnie) i aniony reszty kwasowej (jony ujemne). Jeśli zachodzi taka konieczność, w nazwie anionu podajemy wartościowość niemetalu charakterystyczną dla danego kwasu.

Kwasy tlenowe i aniony reszt kwasowych

Kwas	Anion kwasu
węglowy H2CO3	anion węglanowy CO32-
siarkowy(IV) H2SO3	anion siarczanowy(IV) SO32-
siarkowy(VI) H2SO4	anion siarczanowy(VI) SO42-

Kwasy zawierające dwa lub więcej atomów w cząsteczce dysocjują wielostopniowo. Dysocjacja w pierwszym etapie przebiega najłatwiej:

I stopień dysocjacji H2SO4 → H2O H++ HSO4-

Przeczytaj także: Woda mineralna Józef: Zalety

II stopień dysocjacji HSO4- → H2O H++ SO42-

Sumarycznie: H2SO4 → H2O 2H++ SO42-

Dysocjacja Zasad

Zasady - związki, które w roztworze wodnym dysocjują na kationy metali i jednoujemne aniony wodorotlenkowe.

gdzie: M - symbol metalu, m - wartościowość metalu (liczba grup OH-)

Dla wodorotlenków dopuszcza się pisanie równań całkowitej dysocjacji.

W procesie dysocjacji zasady sodowej powstaje 1 mol (we wzorze NaOH jest 1 mol Na) jednododatnich kationów sodu (sód jest I-wartościowym metalem). Jednoujemny anion tworzy grupa - OH (wodorotlenkowa).

Wodorotlenki wielowodorotlenowe dysocjują stopniowo, np.:

W I etapie następuje odszczepienie z cząsteczki wodorotlenku jednego mola anionów wodorotlenkowych:

II etap polega na odszczepieniu drugiego mola anionów wodorotlenkowych:

Sumarycznie:

czyli: 1 mol wodorotlenku wapnia dysocjuje na 1 mol kationów magnezu i 2 mole anionów wodorotlenkowych.

Obecność anionów OH- w roztworach wszystkich zasad powoduje identyczne zabarwienie wskaźników, co wykorzystuje się do rozpoznawania, czy dany roztwór jest zasadą. Np. fenoloftaleina w roztworach zasadowych przyjmuje kolor malinowy.

Dysocjacja Soli

Sole - związki, które w roztworze wodnym dysocjują na kationy metalu i aniony reszt kwasowych.

gdzie:

M - symbol metalu
m - wartościowość metalu
R - reszta kwasowa
n - wartościowość reszty kwasowej

np.

W wyniku dysocjacji 1 mola chlorku potasu powstaje 1 mol (we wzorze 1 mol K) jednododatnich (potas - I-wartościowy metal) kationów potasu oraz 1 mol (we wzorze 1 mol Cl) jednoujemnych (reszta kwasowa w HCl - I-wartościowa).

1 mol chlorku glinu dysocjuje na 1 mol kationów glinu i 3 mole anionów chlorkowych. Kationy glinu mają ładunek 3+ (glin - III-wartościowy metal), aniony chlorkowe mają ładunek I- (reszta kwasowa jest I-wartościowa). Suma ładunków dodatnich (1 · 3+ = 3+) i ujemnych (3 · 1- = 3-) musi wynosić zero.

Stopień Dysocjacji

Wśród elektrolitów możemy wyróżnić elektrolity mocne i słabe.

Elektrolity mocne bardzo dobrze przewodzą prąd elektryczny, ponieważ dysocjują prawie całkowicie na jony.

Do elektrolitów mocnych należą:

wszystkie sole
wodorotlenki litowców i berylowców, z wyjątkiem Be(OH)2 i Mg(OH)2
niektóre kwasy, np. HCl, HBr, HNO3, H2SO4, HClO4

Pozostałe kwasy i zasady, w tym wszystkie kwasy organiczne należą do elektrolitów słabych, które dysocjują w roztworach tylko częściowo (dlatego znacznie gorzej przewodzą prąd elektryczny niż elektrolity mocne).

Ilościową miarą mocy elektrolitu jest stopień dysocjacji α. Jest to stosunek liczby moli cząsteczek zdysocjowanych na jony do całkowitej liczby moli cząsteczek wprowadzonych do roztworu.

gdzie:

α - stopień dysocjacji (liczba niemianowana lub w procentach)
nz - liczba moli cząsteczek zdysocjowanych na jony
nw - całkowita liczba moli cząsteczek wprowadzonych do roztworu

Stopień dysocjacji zależy od:

rodzaju elektrolitu - elektrolity słabe (α ≤ 30%), elektrolity mocne (α ≥ 30%)
temperatury - rośnie wraz z jej wzrostem
stężenia elektrolitu - rośnie, gdy stężenie roztworu maleje, w bardzo rozcieńczonych roztworach jest bliski 100% (lub 1)

Odczyn Roztworu

Proces dysocjacji wody, która jest bardzo słabym elektrolitem, opisuje równanie:

Iloczyn stężenia kationów wodoru [H+] i stężenia anionów wodorotlenkowych [OH-] nosi nazwę iloczynu jonowego wody i jest wielkością stałą w danej temperaturze, a w temperaturze 25°C wynosi:

[H+] · [OH-] = 10-14 (mol/dm3)2

Z równania dysocjacji wody wynika, że w czystej wodzie [H+] = [OH-] (czytaj: stężenie kationów wodoru jest równe stężeniu anionów wodorotlenkowych), a z iloczynu jonowego wody obliczymy, że:

[H+] = 10-7 mol/dm3 oraz [OH-] = 10-7 mol/dm3

Jeśli do czystej wody dodamy kwasu, to wzrośnie stężenie jonów H+, a zatem:

[H+] > 10-7 mol/dm3 - roztwór ma odczyn kwasowy.

Jeśli do czystej wody dodamy zasadę, to wzrośnie stężenie jonów OH-, a więc stężenie jonów H+ musi zmaleć:

[H+] < 10-7 mol/dm3 - roztwór ma odczyn zasadowy.

Odczyn czystej wody, w której [H+] = [OH-] = 10-7 mol/dm3 jest obojętny.

Miarą kwasowości i zasadowości roztworu jest jego pH.

pH = -log [H+]

tags: #woda #dysocjacja #elektrolityczna