> Энциклопедический словарь Гранат, страница 190 > Диссоциация

Диссоциация

Диссоциация (разложение). В химии—реакция, при которой тело от действия тепла распадается на такие составные тела, которые при охлаждении, вновь соединяясь, дают первоначальное тело. Явление Д. воды было открыто Сен Клер Девиллем: пары воды, нагретые до 1000°, распадаются на водород и кислород, но как только последние охладятся

До 700—800°, опи, вновь соединяясь, образуют воду. Явления Д. в настоящее время изучены довольно подробно в химии, и выведены многие законности. Примером Д. твердого тела может служить разложение углекислого кальция (мела, мрамора) на окись кальция (негашеную известь) и угольный ангидрид: СаС03=СаО + + С02. Это разложение начинается только тогда, когда температура достигнет 450°, и оно происходит тем скорее, чем выше температура. Если нагреваниф вести в замкнутом сосуде, соединенном с манометром, то можно наблюдать, что при каждой данной температуре разложение продолжается до тех пор, пока упругость выделившагося угольного ангидрида не достигнет известной, для каждой температуры, определенной величины, называемой упругостью Д. Напр., она равна 11 миллим. ртут. ст. при 725°, 100 миллиметров. при 750°, 342 миллиметров. при 840° и 1.022 миллиметров. при 926°. Если по достижении предела упругости Д. при данной температуре удалить часть газа, то Д. вновь начинается и прекратится только тогда, когда вновь давление угольного ангидрида возрастет до прежней величины. Если же в сосуд ввести новое количество угольного ангидрида, так что давление в нем возрастет, то затем оно начнет уменьшаться вследствие того, что образовавшаяся ранее окись кальция начнет поглощать угольный ангидрид (по реакции: СаО С02 — СаС03), и поглощение это будет происходить до тех пор, пока давление не достигнет предела упругости, соответствующого данной температуре. Так. обр., явление Д. твердого тела вполне аналогично испарению жидкости: как жидкость в замкнутом пространстве испаряется только до тех пор, пока упругость ея паров не достигнет известной величины, после чего наступит подвижное равновесие, при котором с поверхности жидкости в каждый момент улетает столько частиц пара, сколько вновь сгущается в жидкость, так и при Д. углекислого кальция в замкнутом сосуде при наступившем пределе упругости Д. столько же частиц углекислагокальция разлагается, сколько вновь образуется. Примером друг. тверд. тел, которые диссоциируют при нагревании, могут служить кристалло-ги-драты, медный купорос—CuS045H20, глауберова соль Na2S0410H20 и др., а также и аммиакаты—AgCl3NH3 и др. (о выветривании гидратов см. XIV, 501). Все законности, наблюдаемия при Д. твердого тела, могут быть выведены из правила фаз.

Газы тоже способны при высокой температуре диссоциировать: для примера можно указать на Д. азотноватого ангидрида, иодист. водорода—HJ. Д. азотноватого ангидрида, распадающагося на азотноватую окись поуравнению: N204 N02 -f- N02, можнонаблюдать уже при низкой температуре. Азотноватый ангидрид—в чистом виде — представляет безцветную жидкость, кипящую при 22° Ц. и застывающую в безцветные кристаллы при—10° Ц. Но уже при низкой температуре (20°—30° Ц.) цвет паров азотноватого ангидрида — слабо желтый и по мере повышения температуры делается все более и более бурым, пока при 150° темно-бурая окраска его не достигнет максимума. Это происходит потому, что состав его паров постепенно изменяется: в них все более и более увеличивается число частиц N02, а выше 150° газ состоит почти нацело из частиц N02. О степени Д., иными словами, о процентном содержании разложившихся частиц можно судить в данном случае, измеряя плотность газа при различных температурах. Из вышеприведенного уравнения видно, что одна частица азотноватого ангидрида распадается на две частицы азотноватой окиси, следовательно, число частиц при его Д. увеличивается вдвое, а так как, по закону Авогадро (смотрите I, 121 и XII, 305 и след.), объём газов пропорционален числу частиц, то удельный вес паров азотноватого ангидрида будет изменяться по мере повышения температуры: при низкой температуре (около 20°), когда степень Д. его мала, он будет близок к 46 (по отношению к водороду), при температуре выше

150° (когда почти все частицы азотноватого ангидрида будут разложены) уд. вес его будет вдвое меньше, т. е. 23 по отношению к водороду. При температурах между 20° и 150° удельный вес его будет лежать между 46 и 23, постепенно уменьшаясь при повышении температуры. Это указывает на то, что число диссоциированных частиц по мере повышения температуры будет увеличиваться, и при каждой температуре равновесие (подвижное) устанавливается, когда процент разложенных частиц достигнет известного предела. Измеряя удельный вес газа, можно вычислить процент разложенных частиц по следующей форму-100 (46—d)

ле: х —g-, где 46—удельный вес (по отн. к водороду) азотноватого ангидрида, а d—у. в смеси частиц N204 и N02 при данной температуре. Нашли, что при 27° х=20%, при 60° х—53%, а при 154° х=100°/о.

Как объяснить, что Д. азотнов. ангидрида (равно как и других газообразных тел), начинаясь при одной температуре, заканчивается при гораздо высшейе Ответ на это мы находим в кинетической теории газов, согласно которой энергия движения газовых частиц не для всех частиц, данную массу образующих, одинакова, а так как эта энергия пропорциональна абсолютной температуре, то, следовательно, температура частиц тоже не одинакова; поэтому, если мы имеем какой-либо газ при данной (постоянной) температуре, то температура, нами измеряемая, есть лишь некоторая средняя температура всех частиц, от которой температуры отдельных частиц могут значительно отличаться, т. е. в этом газе находятся частицы с довольно низкой и довольно высокой температурой. Поэтому, в каждом газе будут находиться частицы, температура которых будет выше температуры Д., и поэтому оне будут в разложенном состоянии; но если температура низка, то число таких частиц будет ничтожно мало, по мере же повышения t° число их будетповышаться и может сделаться заметным; при некоторой температуре процент диссоциированных частиц может сделаться равным 50%. Это будет температура Д. Д. подвергаются не только сложные тела, но и частицы элементов; так, в парах серы до 800° и ниже находятся частицы состава SG, которые при более высоких температурах распадаются на частицы S2 (по уравнению:

S6 3S2). По опытам Виктора

Мейера и Крафтеа, частицы галоидов иода—J2, брома—Вг2 и хлора—С12 при высоких температурах диссоциируют на отдельные атомы.

И. Каблуков.