Dissociation électrique : les fondements théoriques de l'électrochimie

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

La dissociation électrique joue un rôle énorme dans nos vies, même si nous n'y pensons généralement pas. C'est à ce phénomène qu'est associée la conductivité électrique des sels, des acides et des bases en milieu liquide. Des premiers battements de cœur provoqués par l'électricité "vivante" dans le corps humain, qui est à quatre-vingt pour cent liquide, aux voitures, téléphones portables et lecteurs, dont les batteries sont essentiellement des batteries électrochimiques, la dissociation électrique est présente de manière invisible partout près de nous.

Dans de gigantesques cuves dégageant des fumées toxiques de bauxite fondue à haute température, le métal « ailé » - l'aluminium est obtenu par électrolyse. Tout ce qui nous entoure, des grilles de radiateur chromées aux boucles d'oreilles argentées dans nos oreilles, une foisou face à des solutions ou des sels fondus, et donc à ce phénomène. Ce n'est pas pour rien que la dissociation électrique est étudiée par toute une branche de la science - l'électrochimie.

Une fois dissoutes, les molécules du liquide solvant entrent dans une liaison chimique avec les molécules de la substance dissoute, formant des solvates. Dans une solution aqueuse, les sels, les acides et les bases sont les plus susceptibles de se dissocier. À la suite de ce processus, les molécules de soluté peuvent se décomposer en ions. Par exemple, sous l'influence d'un solvant aqueux, les ions Na⁺ et CI^{- du cristal ionique NaCl passent dans le milieu solvant dans un nouvelle qualité de particules solvatées (hydratées).}

Ce phénomène, qui est essentiellement le processus de décomposition complète ou partielle d'une substance dissoute en ions sous l'action d'un solvant, est appelé "dissociation électrique". Ce processus est extrêmement important pour l'électrochimie. D'une grande importance est le fait que la dissociation des systèmes complexes à plusieurs composants est caractérisée par un écoulement par étapes. Avec ce phénomène, il y a aussi une forte augmentation du nombre d'ions en solution, ce qui distingue les substances électrolytiques des non électrolytiques.

Dans le processus d'électrolyse, les ions ont une direction de mouvement claire: les particules à charge positive (cations) - vers une électrode chargée négativement, appelée cathode, et les ions positifs (anions) - vers l'anode, une électrode de charge opposée, où elles sont déchargées. Les cations sont réduits et les anions sont oxydés. Par conséquent, la dissociation est un processus réversible.

L'une des caractéristiques fondamentales de ce processus électrochimique est le degré de dissociation électrolytique, qui s'exprime par le rapport du nombre de particules hydratées au nombre total de molécules de la substance dissoute. Plus cet indicateur est élevé, plus l'électrolyte est fort cette substance. Sur cette base, toutes les substances sont divisées en électrolytes faibles, moyens et forts.

Le degré de dissociation dépend des facteurs suivants: a) la nature du soluté; b) la nature du solvant, sa constante diélectrique et sa polarité; c) concentration de la solution (plus cet indicateur est faible, plus le degré de dissociation est élevé); d) la température du milieu de dissolution. Par exemple, la dissociation de l'acide acétique peut être exprimée par la formule suivante:

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^-

Les électrolytes forts se dissocient de manière presque irréversible, car leur solution aqueuse ne contient pas les molécules d'origine et les ions non hydratés. Il convient également d'ajouter que toutes les substances qui ont des liaisons chimiques de type polaire ionique et covalente sont soumises au processus de dissociation. La théorie de la dissociation électrolytique a été formulée par le remarquable physicien et chimiste suédois Svante Arrhenius en 1887.