ИОНЫ. Содержание химических элементов в воде. Ионная теория растворов и теория электролитической диссоциации Сванте Аррениуса

Говоря о содержании химических элементов в водах, мы отмечали, сколько в них, например, натрия, железа, меди. Однако это всего лишь способ выражения результатов исследования, принятый в геохимии, так как в природных водах, как правило, нет элементов в свободном виде. Только инертные газы — гелий, неон, аргон, ' криптон, ксенон, радон, а также частично кислород и азот находятся в водах в свободной форме. Поэтому важная задача геохимии — изучение форм нахождения химических элементов в водах. Ранее всего была изучена ионная форма.

Ионная теория растворов создана великим шведским химиком Сванте Аррениусом (1859—1927). В 1884 г. он пришел к замечательному выводу : многие вещества, растворяясь в воде, распадаются на частицы, несущие электрический заряд,— ионы. Именно этим он объяснял электропроводность растворов и другие их свойства. Образующиеся катионы и анионы резко отличны как от исходных веществ, так и от элементов, не несущих электрический заряд. Так, продукты диссоциации в воде поваренной соли (NaCl) — катион Na+ и анион С1~ — не похожи по своим свойствам ни на исходную соль, ни па металлический натрий и газообразный хлор. Эти построения С. АррепиуС в 1887 г. оформил в теорию электролитической диссоциации.

Представления о ионах в растворе, столь привычные теперь, в то время казались большинству химиков полнейшим абсурдом. Единомышленник и друг Аррениуса В. Оствальд вспоминал, как учитель С. Аррениуса профессор П, Т. Клеве   с возмущением спросил его однажды: «Но ведь это бессмыслица — допускать вместе с Аррениусом, что в растворенном хлористом патрии хлор и натрий отделены друг от друга?»17. Борьба за новую теорию была упорной. По словам С. Аррениуса, «это были действительно страшные времена для противников, „дикая орда ионистов" бушевала па великом поле битвы в химии, и никто не мог оказать ей сопротивления».

Теория электролитической диссоциации стала не только одной из основ физической химии, она привела к перестройке аналитической химии, оказала огромное влияние на другие разделы химии, на физику, биологию, науки о Земле. «Так как растворы играют преобладающую роль в органической и неорганической природе,— писал С. Ар- рениус,— то она (теория электролитической диссоциации. — А. П.) дала важные объяснения относительно трудпых вопросов физиологии, гидрографии п геологии, а все показывает, что применение ее в этих отраслях знания приведет еще к бесчисленным успехам» . Этот прогноз ученого вскоре оправдался. Огромное значение ионная концепция приобрела и в геохимии.

К содержанию книги: Геохимия природных вод