Според Дебай и Хюкел силните електролити са напълно дисоциирани, но всеки йон е обвит от йонна атмосфера от противоположно заредени йони. Взаимодействието им намалява ефективната концентрация на йоните, наречена активност.
Теорията на Дебай и Хюкел
В класичната форма на теорията на електролитната дисоциация залегнаха предпоставките: йоните в разтвора не си взаимодействат и подвижността на йоните не зависи от концентрацията. Докато за слабите електролити това е донякъде приемливо, за силните електролити положението е по-друго. И Дебай и Хюкел (1923) развиха теорията за състоянието на силните електролити във воден разтвор, като подчертаха, че силните електролити са 100% електролитно дисоциирани и върху основата, че силните електролити са 100% електролитно дисоциирани и върху основата на електростатичното взаимодействие всеки йон е обвит в атмосфера от противоположно заредени, тоест около всеки йон съществува "йонна атмосфера". Доводите в това отношение бяха доста - липса на индивидуални тъмни линии в абсорбционния спектър за недисоциирани молекули, постоянството на неутрализационната топлина между силни киселини и силни основи, пропорционалност между катапичната способност и концентрацията на H+ и OH-, абсорбцията на светлината от цветни разтвори (перманганати, бихромати и прочие).
Йонна атмосфера и активност
Ако през разтвора на силния електролит се пропусне ток, разноименно заредените йони се отправят към съответните електроди, като се стремят при това да се "измъкнат" от йонните си атмосфери, които противодействат на това измъкване. По този начин движението на йона към електрода се забавя. То ще бъде резултат от електростатичното взаимодействие между йона и обкръжаващата го йонна атмосфера и това между йона и електрода. За това забавяне допринася съответно и хидратната обвивка. И въз основа на казаното, за единица време броят на йоните, които ще бъдат отелектризирани на електродите ще бъде по-малък, отколкото онзи, ако не съществуваха изложените причини. Това се отнася и за осмотичното налягане, химичната активност на йоните и прочие. Очевидно тези свойства съответстват на един по-малък брой частички, спрямо онзи изчислен върху основата на пълна електролитна дисоциация и липса на електростатично взаимодействие на йоните. Във връзка с това е въведено понятието ефективна концентрация на йоните - активност и се означава с α. Връзката между активността на йоните и тяхната концентрация е дадена с израза α=f(c) , където f изразява всички възможни взаимодействия в разтвора, имащи отношение към йоните (междуйонно взаимодействие, хидратация на йоните и прочие). При силно разрешените α е равно на единица и тогава α=c. И смисълът на f-коефициента на активност показва доколко отнасянията на йоните в разтвора на силните електролити с определена концентрация (c) се отклоняват от отнасянията на йоните при безкрайно голямо разреждане. Понастоящем, въпреки успехите на тази теория, се дадоха факти, които говорят, че и при най-силните електролити все пак съществува известна концентрация неразпаднали се молекули на йони.
- Силните електролити са напълно дисоциирани.
- Всеки йон е обграден от йонна атмосфера от противоположно заредени йони.
- Йонната атмосфера забавя движението на йоните към електродите.
- Ефективната концентрация на йоните се нарича активност.
Често задавани въпроси
Що е йонна атмосфера?
Обвивка от противоположно заредени йони около всеки йон в разтвора на силен електролит, която се получава от електростатичното им привличане.
Що е активност на йоните?
Ефективната концентрация на йоните, която отчита междуйонното взаимодействие и хидратацията им.
Защо йоните се движат по-бавно към електродите?
Защото йонните атмосфери и хидратната обвивка противодействат на отдалечаването им и ги забавят.