阿仑尼乌斯部分电离理论解析

在水溶液中或熔融状态下能导电的物质称为电解质，不能导电的物质称为非电解质。根据其水溶液中导电能力的强弱，可分为强电解质（strong electrolyte）和弱电解质（weak electrolyte）。酸、碱、盐等无机化合物都是强电解质，其中强酸、强碱和典型的盐都是强电解质，弱酸、弱碱和某些盐（如氯化汞）是弱电解质。有机化合物中的乙酸、酚和胺等都是弱电解质。

从表4－1中的i值可以看出，在电解质溶液中的粒子数显然要多于同浓度的非电解质溶液。

表4－1　不同浓度下HCl、KCl、K 2SO4的i值i＝各种依数性的实验值/依数性的理论值

1887年，阿仑尼乌斯（S.A.Arrhenius）（图4－1（a））根据电解质水溶液能导电和它的稀溶液的依数性“异常”的现象，认为电解质在水溶液中能部分电离成带有电荷的正、负离子，溶液中粒子的数目增加，所以i值总是大于1。对于KCl来说，如果它百分之百地电离，则粒子数增加一倍，i值应等于2，对于K2SO4而言，则i值应等于3，但由于电离的程度不同，而i值总是小于百分之百电离时质点数所增加的倍数（2，3，4，…）。阿仑尼乌斯认为在水溶液中电解质是部分电离的，在离子和未电离的分子之间建立了平衡，同时，他提出了电离度（degree of ionization）的概念，认为溶液越稀，电离度越大。所谓电离度（α），是指达到电离平衡时，总分子数中电离成离子的分数（或已电离的溶质分子数与原有溶质分子总数之比），用公式表示为

图4－1　阿仑尼乌斯（a）及其酸碱理论（b）(www.xing528.com)

例如HAc，设原始浓度为c，则平衡时：

这就是阿仑尼乌斯的部分电离学说。阿仑尼乌斯的理论对研究电解质溶液的性质做出了巨大的贡献。特别是对弱电解质，至今仍被普遍使用。但是随着科学的发展，发现这一理论存在着不少缺陷，如把所有电解质都看成是部分电离的，这一假定不符合事实。经X射线研究表明，在离子型化合物如固态NaCl中，根本没有NaCl分子存在。既然固态中不存在NaCl分子，而假定在溶液中出现NaCl分子，并和其离子建立平衡的假定是不合理的。对于溶液中的离子，它们带有不同的电荷，离子之间如何相互作用，这一点也是电离理论所没有考虑到的，特别是对强电解质，这个理论就不适用。

由部分电离理论可知，阿仑尼乌斯对于酸碱的定义为：酸在水溶液中解离出氢离子，而碱则解离出氢氧根离子。他因此而获得了1903年诺贝尔化学奖。