2. Tại sao một vài những hợp chất sunfua ít tan có thể tan trong dung dịch axit hay trong dung dịch amoni sunfua?
6.4.1. Lý thuyết điện ly
Các chất không phân ly thành ion có quá trình điện ly hay không?
Sự phát minh ra pin <<voltaic pile>> và sự thiết lập định luật điện phân đã dần dần củng cố cho quan niệm rằng các chất trong dung dịch phân ly thành các ion.Ban đầu cho rằng các phân tử chất điện ly cần được phân hủy dưới sự tác dụng của dòng điện và điều này đòi hỏi phải tiêu tốn năng lượng.Tuy nhiên đã tìm thấy rằng chất điện ly có thể được thực hiện và một dòng điện rất yếu.Khi cố gắng tìm lời giải thích cho những hiện tượng đã quan sát được ,vào năm 1857 Klauzius giả thiết rằng dòng điện không làm phân hủy phân tử ; khi dòng điện chạy qua sẽ làm tăng chuyển động của các phân tử.với sự chuyển động đó chúng sẽ va chạm với nhau và phân tách ra thành các ion,các ion này sẽ dẫn điện.Tuy nhiên kết luận này mâu thuẫn với những điều quan sát được,theo đó khi pha loãng dung dịch độ dẫn điện không giảm đi mà còn tăng lên.
Năm 1883 Arrenius đề xuất giả thuyết rằng sự điện ly được thực hiện bởi dung môi tại thời điểm hòa tan chất.Ông cho rằng,những axit , bazơ mạnh và muối trong dung dịch luôn luôn phân ly. Arrenius nhận thấy rằng sự điện ly tăng lên cùng với sự pha loãng,điều này giải thích tính dẫn điện lớn của dung dịch loãng.Ngoài ra, Arrenius đã đồng nhất hoạt tính hóa học với mức độ phân ly thành ion,khẳng định rằng liên kết hoạt tính càng cao thì chúng càng dễ phân ly.Theo đó Arrenius đã cho rằng dung dịch đồng dạng với hỗn hợp khí,trong hỗn hợp khí các phân tử phân bố lộn xộn và có chuyển động nhiệt.
Ở Thụy Điển những quan niệm của Arrenius không gây được sự chú ý của Kleve – người thầy của Arrenius ,ông cho rằng nó là viễn tưởng và đặt ra giả thuyết rằng,trong dung dịch Natri clorua tồn tại ion điện ly clo và natri , chúng không biểu biện được tính chất tương ứng của các đơn chất.Tuy vậy những nghiên cứu tính truyền dẫn của dung dịch điện ly đã thu hút được sự chú ý của Ostwald và Van’t Hoff.
Lý thuyết của Arrenius đã được thực nghiệm khẳng định.Nó đã giúp ,đặc biệt là giải thích tại sao nhiệt độ đông đặc của dung dịch muối axit và bazơ giảm mạnh hơn so với dung dịch của các chất không phân ly thành ion.
Một trong những người chống lại Arrenius là Mendeleev ,ông cho rằng cơ sở để giải thích tính chất của dung dịch là mối tương quan hóa học giữa dung môi và chất tan.Những quan điểm của Mendeleev được phát triển bởi Dmitry Petrovich Konovalov (1856-1929). Ông cho thấy rằng giữa các hợp chất hóa học và dung dịch của chúng không có ranh giới rõ rang và các dung dịch chỉ là một trạng thái đặc biệt của các hợp chất hóa học.
Arrenius cho rằng lý thuyết hóa học dung dịch là sai lầm.Đồng minh chính của Arrenius là Ostwald . Năm 1888 Ostwald xây dựng định luật của sự pha loãng,nó áp dụng được cho phần lớn dung dịch điện ly.Tuy nhiên tính quy luật được xác lập bởi Arrenius và Ostwald chỉ đúng cho dung dịch loãng của chất điện ly yếu.Chất điện ly mạnh,thậm chí trong dung dịch loãng không tuân theo quy luật đó.
Ý tưởng hợp nhất thuyết hóa học dung dịch của Mendeleev và thuyết vật lý điện ly của Arrenius được Kistiakowsky đề xuất vào năm 1888.Cùng thời điểm với nhà vật lý,nhà hóa học người Nga Ivan Kablukova (1857-1942) và độc lập với ông, Kistiakowsky đưa vào khoa học khái niệm về sự solvat hóa ion ( Chú thích :Sự
solvat hóa là quá trình các phân tử dung môi hình thành một lớp "bầu khí quyển" bao xung quanh ion của chất tan nhằm kéo các ion này đứt ra khỏi mạng tinh thể và hình thành quá trình hòa tan.).Đây là bước đi đầu tiên để hướng tới sát nhập
thuyết vật lý và thuyết hóa học dung dịch.
Rất nhiều nhà bác học đã làm việc ,tính toán sự tương tác của các hạt trong dung dịch để phát triển một thuyết mới.Năm 1923 lý thuyết chất điện ly mạnh đã được công bố bởi nhà bác học người Hà Lan Peter Debai và nhà bác học người Đức Erich Hückel (1896-1980).
Một trong những luận điểm của lý thuyết mới đó là giả thuyết rằng ion trong dung dịch chịu tương tác điện và phân bố theo một thứ tự nhất định .Vì vậy đằng sau chuyển động của các ion luôn tồn tại “một đàn” ion khác mang điện tích trái dấu tác động lên chúng để hãm sự tác động đó.Tại đây các ion sẽ tác động kìm hãm sự trao đổi ion,chuyển động theo hướng ngược lại.Trên cơ sở đó Debai và Hückel đã đưa ra phương trình biểu thị sự phụ thuộc độ dẫn điện vào nồng độ dung dịch và tính toán độ thẩm điện môi và độ nhớt của dung môi.
Muộn hơn,nhà bác học người Mỹ L.Onsager xác lập rằng lý thuyết chất điện ly mạnh của Debai và Huckel chỉ áp dụng được với các dung dịch loãng.Vào năm 1926 ông đưa ra phương trình của mình ,biểu thị sự phụ thuộc độ dẫn điện và một số tham số khác của dung dịch điện ly vào nồng độ của nó,và nó đã trở thành cơ sở lý thuyết về tính truyền dẫn của dung dịch chất điện ly yếu.Ông đã quan sát sự ảnh hưởng của lực giữa các ion đến độ nhớt của dung dịch và đã xác định được mức độ phân ly thực sự của dung dịch điện ly mạnh.Như vậy,Lý thuyết hiện đại về chất điện ly mạnh khác với lý thuyết điện ly ban đầu của Arrenius và Ostwald xét tới như là yếu tố vật lý và hóa học.
Câu hỏi:
1. Tại sao dung dịch natri clorua không biểu hiện tính chất riêng của natri và clo?
2. Tại sao lý thuyết của Arrenius cho đến nay vẫn sử dụng để giải thích tính chất của dung dịch loãng của chất điện ly yếu ?