|
В молекуле потенциальная энергия электрона еще меньше — вычитается доля работы, совершенной при образовании молекулы. В нашем случае энергия иона С1~ в растворе оказывается меньше его энергии в кристалле. Из первоначального запаса вычитается также и доля работы, совершенной при разрывании молекулы. Скажем короче. Когда ион С1~ или любой другой отрицательный ион в растворе оказывается окруженным молекулами воды, образуется электромагнитное поле, энергия которого минимальна. Один из фундаментальных законов природы гласит: всякая физическая система стремится принять такое состояние, в котором ее собственная энергия минимальна. Почему поваренная соль растворяется в воде? Потому что в растворе достигается меньшая, чем в кристалле, энергия. Природа ленива — вот и ключ к разгадке тайны лягушачьей лапки. Ее заставлял дергаться электрический ток, воздействовавший на нервные окончания. Ток возникал на границе между металлом и электролитом, в роли которого выступали жидкости, наполняющие клетки тканей лягушачьей лапки. На границе Вы уже знаете, что происходит на границе двух металлов. А что случится, если опустить, например, цинковую пластинку в раствор щелочи КОН? Металл цинк — это кристаллическое твердое тело, где имеются валентные электроны и атомные остатки (ионы) Zn++, несущие положительный электрический заряд, равный по абсолютной величине удвоенному элементарному заряду. Обсуждая свойства кристаллов, мы в основном интересовались поведением электронов. Многое из сказанного относительно электронов справедливо и для ионов. Как и электроны, ионы взаимодействуют с общим электромагнитным полем. В этом поле ион обладает определенной потенциальной энергией, численно равной (со знаком минус) той работе, которую надо затратить, чтобы извлечь ион из кристалла. Средняя величина потенциальной энергии всех ионов Zn++ представляет собой одну из составляющих электрохимического потенциала цинка. При погружении цинковой пластинки в раствор молекулы КОН в основном уже продиссоциировали на ионы К+ и ОН-. Отдельные ионы Zn++ могут переходить в раствор и образовывать соединение ZnO по схеме Zn+++20H—*-ZnO + H20. Окись цинка ZnO в растворе также частично диссоциирует. Каждый акт перехода одного иона Zn++ из металла в раствор —- событие случайное. Вполне возможны и противоположные события, когда ионы Zn++ переходят из раствора в металл. Однако средняя энергия ионов Zn++ в растворе меньше,-чем? средняя энергия тех же ионов в цинковой пластивввеа Поэтому в раствор переходит больше ионов, чем из рас»» вора. — 88 —
|