Dissoziation (Chemie)

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Unter Dissoziation versteht man in der Chemie den angeregten oder selbsttätig ablaufenden Zerfall eines Moleküls in seine Bestandteile.

Die Definition für die D. durch Wasser lautet :"Auflösen einer Ionenverbindung aufgrund des Dipolcharakters des Wassers in freibewegliche Teilchen."

Als Maß für die Dissoziation wird der Dissoziationsgrad oder die Dissoziationskonstante verwendet. Der Dissoziationsgrad gibt den Anteil der ursprünglichen Teilchen an, der dissoziiert ist.

Dissoziationsenergie ist diejenige Energie, die notwendig ist, um eine chemische Bindung zu trennen. Durch die Energiezufuhr bekommen die Moleküle so viel kinetische Energie, dass sie auseinanderbrechen.

[Bearbeiten] Elektrolytische Dissoziation

Die elektrolytische Dissoziation ist der Zerfall von Säuren, Basen oder Salzen in Wasser oder anderen Lösungsmitteln in Anionen und Kationen.

Beim Auflösen in polaren Flüssigkeiten kann das Gelöste in Form von Ionen vorliegen. Solche Lösungen nennt man Elektrolyte. Bei den echten Elektrolyten sind die Ionen bereits im Festkörper in einem Ionengitter vorhanden. (Beispiel Kochsalz: Gitter aus Na⁺ und Cl^-). Bei den potentiellen Elektrolyten erfolgt Ionenbildung durch eine chemische Reaktion zwischen Gelöstem und Lösungsmittel (Beispiel: Salzsäure, Lösung von Chlorwasserstoff HCl in Wasser H₂O: H₂O + HCl → H₃O⁺ + Cl^-).

Bei der Dissoziation eines Salzes in Ionen muss die recht hohe Gitterenergie des Kristalles aufgebracht werden. Diese wird allerdings durch die Hydratisierungsenergie der Ionen kompensiert. Ist die Hydratisierungsenergie größer als die Gitterenergie, handelt es sich um einen exothermen Lösungsvorgang (z. B. NaOH). Ist sie aber niedriger, so ist der Lösungsvorgang endotherm. Er läuft dennoch ab, da die Entropie steigt.

Siehe auch: Elektrolyse

[Bearbeiten] Thermische Dissoziation

Bei der thermischen Dissoziation zerfallen die Moleküle auf Grund der thermischen Eigenbewegung (Schwingungen, Rotationen etc.) in Bruchstücke. Sie tritt bei Makromolekülen schon bei relativ niedrigen Temperaturen noch vor Erreichen der Kochpunkt-Temperatur ein.

Durch Wärmezufuhr können manche Moleküle in kleinere gespalten werden. Ein instruktives Beispiel ist Distickstofftetroxid, das bei -10°C in Form von farblosen Kristallen vorliegt. Beim Erwärmen dissoziiert das Molekül in das intensiv braunrot gefärbte Stickstoffdioxid: N₂O₄ → 2 NO₂. Diese Reaktion ist reversibel, beim Abkühlen entfärbt sich die Probe wegen der Rekombination zum Distickstofftetroxid wieder. Die thermische Dissoziation verläuft viel langsamer als die elektrolytische.

[Bearbeiten] Photochemische Dissoziation

Photochemische Reaktionen sind Reaktionen, die durch Absorption von UV-Strahlung, sichtbarer oder infraroter Strahlung ablaufen. Dabei können Addition, Substitution, Dissoziation und andere Reaktionen ablaufen. Interessant ist, dass Dissoziationsreaktionen auch an anderen Bindungsstellen wie beispielsweise bei thermischer Dissoziation ablaufen. Sie bieten uns auch die Möglichkeit, direktes und reflektiertes Licht fotografisch festzuhalten. Durch Lichtquanten kann man auch Kettenreaktionen auslösen, die sich ausbreiten, weil sie selber Licht der entsprechenden Wellenlänge emittieren.

Bei der photochemischen Dissoziation zerfällt zum Beispiel ein Silberhalogenid in elementares Silber und einen Rest. Der Ionencharakter von Silberionen ist nicht stark ausgeprägt, und es gibt Ionen, die im Gitter wandern können.

Die notwendige Energie für die Reaktion stammt von einem Lichtquant mit einer Wellenlänge <480 nm. Ein Elektron aus dem Valenzband wird durch die Absorption in das Leitungsband gehoben und wandert zu einem Silberion.

Ag⁺ + e^- → Ag (fein verteilt, schwarz)