Прохождение тока через растворы

«О странствовании ионов во время электролиза». Так романтично была названа работа И. Гитторфа, профессора Мюнстерского университета. Появилась эта работа не случайно.

В своих экспериментах по электролизу Даниель натолкнулся на явление, которому никак не мог дать объяснения. Пропуская ток через раствор сульфата меди между медными электродами, он считал, что в соответствии с теорией электролиза Гротгуса и законами Фарадея на аноде должно образовываться столько же соли, сколько ее разложилось на катоде. Однако, к его удивлению, все получалось не так. Даниель да и сам Фарадей считали, что у катионов и анионов скорости одинаковы. Из того же, что увидел Даниель, явствовало: ионы при электролизе движутся с неодинаковыми скоростями.

Это и решил изучить Иоганн Гитторф (1824-1914). Ему удалось выяснить, что анализ раствора около электродов до электролиза и после него, а также определение убыли катионов у анода и анионов у катода дает основание измерить относительную скорость движения ионов. Измерения показали, что катионы и анионы движутся с различной скоростью. Шесть лет своей жизни Гитторф посвятил определению относительных скоростей ионов многих солей, кислот и оснований. Доли общего количества электричества, переносимые каждым видом ионов, Гитторф назвал числами переноса. Разработанные им методы позволяют определить и скорости движения ионов, и строение солей. Задумавшись над чересчур высокими числами переноса у аниона йодистого калия, Гитторф предположил, что этот ион является комплексным. В дальнейшем это предположение подтвердилось.

Результаты, полученные Гитторфом, были прекрасными, но возникал вопрос, почему в растворе составные части молекул электролита, связанные, как правило, между собой сильным химическим сродством, расходятся в разные стороны к электродам даже при незначительной напряженности поля в электролите.

Стало ясно, что учение об электролизе не может развиваться без исследования причин появления ионов электролита в растворе. Сначала все были убеждены, что распад молекул на ионы происходит под действием электрической силы, которая преодолевает химическое сродство молекул. И хотя теория электропроводности Гротгуса была принята многими учеными, мысль его, что в растворе происходит самопроизводный обмен частиц, а следовательно, и разложение электролита без всякого действия тока, не была подтверждена и развита. К тому же многие исследования свидетельствовали о том, что соли, кислоты и основания, из которых образуются электролиты, - очень прочные и стойкие соединения, а при образовании их самих выделяется большое количество энергии. С другой стороны, если предположить, что разложение происходит под действием электрического тока, то это будет противоречить закону Фарадея, согласно которому все количество электроэнергии должно быть израсходовано на выделение продуктов электролиза у электродов. Возникал тупик.

Работы Рудольфа Клаузиуса

Метод Кольрауша

Какие они, эти ионы?

Открытие электрона

Д. И. Менделеев

Якоб Вант-Гофф

Сванте Аррениус

Вильгельм Оствальд

Вклад русских химиков

Теория растворов