Po raz pierwszy w historii zjawisko rozpadu kwasów odkrył i opisał Szwed, fizykochemik i astrofizyk, Arrhenius Svante August w 1887 roku. Badacz zauważył wówczas zależność pomiędzy strukturą substancji chemicznych a zdolnością przewodzenia prądu elektrycznego. Do grupy elektrolitów, czyli przewodników prądu, uczony zaliczył między innymi zasady, sole i kwasy, ulegające procesowi dysocjacji. W niniejszym artykule odpowiemy na pytanie: co to jest dysocjacja kwasów?
Co to jest dysocjacja jonowa kwasów?
Dzięki badaniom Svante Augusta i jego następców (byli nimi między innymi: Peter Debye i Erich Hückel) wiemy dziś, co to jest dysocjacja jonowa i na czym polega. Jest to proces, polegający na rozpadzie cząsteczek roztworów elektrolitów na jony:
- dodatnie (kationy wodorowe),
- ujemne (aniony reszty kwasowej).
Inna nazwa tego procesu to: dysocjacja elektrolityczna, ponieważ roztwór, uzyskany po rozbiciu na jony, przewodzi prąd elektryczny. W jakich warunkach występuje dysocjacja jonowa kwasów? Rozpadowi chemicznemu ulegają te kwasy tlenowe i beztlenowe, w których są wiązania jonowe (elektrowalencyjne). Reakcja dysocjacji jonowej zachodzi również w związkach mających kowalencyjne wiązania spolaryzowane (w wiązaniach tych następuje zagęszczenie elektronów wokół atomów o wyższej elektroujemności).
Proces dysocjacji jonowej kwasów a przewodność elektrolitów
Aby opisać dysocjacje kwasów, badacze stosują pojęcie stopnia dysocjacji. To wartość, wyrażająca proporcję pomiędzy molami cząsteczek, które uległy dysocjacji, względem całkowitej liczby moli w roztworze. Od czego zależy stopień dysocjacji? Czynniki, które wywierają na niego decydujący wpływ, to: typ elektrolitu, zastosowany rozczynnik, gęstość i temperatura cieczy.
Kwaśne roztwory ulegają rozpadowi we właściwy sobie sposób, dzieląc się na:
- elektrolity mocne – ulegające w 100% dysocjacji,
- elektrolity słabe – poddają się jedynie częściowemu rozpadowi.
Do grona mocnych elektrolitów zaliczają się między innymi kwas: azotowy, chlorowodorowy, nadchlorowy, siarkowy oraz bromowodorowy. W jakich związkach zachodzi słaba dysocjacja kwasów? Przykłady obejmują zarówno kwasy organiczne, jak i nieorganiczne, między innymi: kwas węglowy, fosforowy, siarkawy, octowy lub mrówkowy.
Dysocjacja jonowa kwasów – przykłady
W jaki sposób przebiega dysocjacja elektrolityczna kwasów? Aby do niej doprowadzić, chemik potrzebuje wody oraz kwasu. Woda (H2O) stopniowo doprowadza do rozwarstwienia struktury cząsteczek kwasów. Po zakończonej dysocjacji wodny roztwór kwasowy staje się elektrolitem.
Na jakie jony rozpadają się kwaśne roztwory? Omówmy to na kilku wybranych przykładach popularnych elektrolitów:
- kwas siarkowy VI pod wpływem wody dysocjuje na kationy wodorowe oraz aniony siarczanowe,
- kwas azotowy w wodzie ulega rozpadowi na kationy wodoru i aniony azotanowe,
- kwas węglowy woda rozpuszcza na kationy wodoru i aniony węglanowe.
Przemysł a chemia – dysocjacja jonowa i jej zastosowanie
Elektrolity, powstałe w wyniku dysocjacji kwasów, znajdują różne zastosowania w przemyśle chemicznym, samochodowym czy farmaceutycznym. Służą one między innymi do produkcji odczynników laboratoryjnych, środków czyszczących i piorących, rozpuszczalników, a także akumulatorów kwasowych lub ołowiowych.
Kwasy w ofercie Grupy PCC
Jak zostało wspomniane, kwasy i powstałe w wyniku dysocjacji elektrolity znajdują wiele przemysłowych zastosowań. W ten sposób w ofercie Grupy PCC możemy znaleźć szereg pochodnych kwasów. Jednym z przykładów są estry fosforowe (pochodzące od kwasu fosforowego), są to użyteczne dodatki stosowane w środkach smarnych oraz cieczach obróbczych. W ofercie znajdziemy dwie serie produktów na bazie estrów fosforowych: CHEMfac oraz EXOfos. Oprócz wymienionych środków chemicznych na Portalu Produktowym Grupy PCC znajdziemy jeszcze szereg innych intersujących propozycji bazujących min. na kwasie solnym. Zachęcamy do zapoznania się z pełną ofertą!