Известно, что щелочные металлы обладают способностью химически растворяться в жидком...

Question

Известно, что щелочные металлы обладают способностью химически растворяться в жидком аммиаке, при этом образуются синие растворы со значительной электропроводностью (жидкий NH3 - диэлектрик). Объясните это явление, учитывая высокую полярность молекул аммиака. Приведите уравнения соответствующих реакций.

Answer 1

В жидком аммиаке существует равновесие 2NH3 ⇄ NH4(+) + NH2(-) Его константа, разумеется, на несколько порядков ниже, чем у воды, соответственно, собственная проводимость заметно ниже, чем у воды.

Растворение щелочных металлов в нём не сопровождается разложением растворителя, газообразный водород не выделяется. Потому этот процесс можно описать схемой

M + xNH3 ---> [M(NH3)y]+ + e(x-y)NH3

Ток в таких растворах переносят ионы металла, сольватированные аммиаком, и электроны.

В областях, близких к насыщенным растворам, степень сольватации ионов металла и электронов очень низкая, поэтому удельная электропроводность таких растворов близка к таковой у металлов.

При разведении раствора степень сольватации растёт, ионы металла и электроны начинают двигаться медленнее, потому и электропроводность резко падает.