Шпаргалки - 2002 / ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ. МЕХАНИЗМ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ

Процесс растворения ионных или сильно полярных веществ в результате активной гидратации может привести к распаду их молекул на отдельные ионы (катионы и анионы). Этот процесс называется электролитической диссоциацией.

Электролитическая диссоциация - распад молекул растворенного вещества на ноны вследствие их взаимодействия с растворителем (молекулами воды).

1. Электролиты при растворении в воде распадаются на ионы -положительные и отрицательные.

2. В электрическом поле ионы приобретают направленное движение: положительно заряженные ионы к катоду, отрицательно заряженные - к аноду (анионы - Cl , ^U4 )

3. Диссоциация - обратимый процесс: параллельно с распадом молекул на ионы (диссоциация) может протекать и процесс соединения ионов (ассоциация).

Слабые электролиты

Слабые электролиты - вещества, частично диссоциирующие на ионы. Растворы слабых электролитов наряду с ионами содержат недиссоциированные молекулы. Слабые электролиты не могут дать большой концентрации ионов в растворе. К слабым электролитам относятся:

1)почти все органические кислоты

2)некоторые неорганические кислоты(H2CO3,H2S)

3)почти все малорастворимые в воде основания и гидроксид аммония

4) вода.

Процесс диссоциации слабых электролитов протекает обратимо и ступенчато.

СНСООН - CHCOO + Н⁺

НС0 - Н⁺ + НС0

НС0₃ - Н⁺ + С0₃²

Сильные электролиты

Сильные электролиты - это вещества, которые при растворении в воде практически полностью распадаются на ионы. Как правило к сильным электролитам относятся вещества с ионными или сильно полярными связями: все хорошо растворимые соли, сильные кислоты (НС1, HBJ, Ш, НСЮ_Ф, HBrO₄, H₂SO₄, HNO₃) и сильные

основания (LiOH, NaOH, КОН, RbOH, CsOH, Ba(OH)₂, Sr(OH)₂, Са(ОН)₂).

В растворе сильного электролита растворенное вещество находится в основном в виде ионов (катионов и анионов), недиссоциировнные молекулы практически отсутствуют.

Концентрация ионов в растворах слабых электролитов количественно характеризуется степенью и константой диссоциации. Степень электролитической диссоциации (а) - отношение числа распавшихся на ионы молекул (п) к общему числу растворенных молекул (N) или доля продиссоциировавших молекул ( п) от общего числа растворенных молекул (N), например:

сн₃соон - сн,соо +н⁺ _a=n/N

При диссоциации слабого электролита в растворе возникает

определенное равновесие между недиссоциированными молекулами и ионами. Степень диссоциации электролита определяется опытным путем, например, по электропроводности раствора, и выражается в долях единицы или в процентах. Измерение величины а для большого числа растворенных в воде соединений показало, что а может меняться в широких пределах от 0 до 1 .

Если а - 0, то электролитическая диссоциация отсутствует;

а=1 - электролит полностью диссоциирует на ионы;

a=0,3 - электролит диссоциирует частично, из 100 молекул на ионы распалось 30, a=0,3 -условная граница деления электролитов на сильные и слабые. Степень электролитической диссоциации зависит от концентрации раствора слабого электролита. При разбавлении раствора водой степень диссоциации всегда увеличивается, так как увеличивается число молекул растворителя (Н₂О) на одну молекулу растворенного вещества. По принципу Ле Шателье равновесие диссоциации в этом случае должно сместится в направлении образования продуктов, то есть ионов. Степень электролитической диссоциации зависит от температуры

раствора. Обычно при увеличении температуры степень диссоциации растет, так как активируются связи в молекулах, они становятся более подвижными и легче ионизируются. Концентрацию ионов в растворе слабого электролита можно рассчитать, зная степень диссоциации а и исходную концентрацию вещества С в растворе. Константа диссоциации (Kd) - отношение произведения равновесных концентраций ионов в степени соответствующих стехиометрических коэффициентов к концентрации недиссоциированных молекул. Константа диссоциации представляет собой не что иное, как константу. равновесия для процесса электролитической диссоциации. Константа диссоциации сильных электролитов лишена смысла, так как концентрация недиссоциированных молекул близка к нулю, то значение Kd должно быть равно бесконечности. Константа диссоциации слабого электролита характеризует его способность распадаться на ионы: чем выше Kd , тем выше концентрация ионов в растворе. Диссоциация слабых многоосновных кислот или многокислотных оснований обычно протекает по ступеням, соответственно для каждой ступени существует своя константа диссоциации. Получите уравнение, связывающее степень электролитической диссоциации слабого электролита (а) с константой диссоциации (закон разбавления Оствальда). Рассмотрим решение этой задачи на примере слабой одноосновной кислоты НА. Запишем выражение для константы диссоциации:HA=H+А К =[НА]/[H][A]

Если общую концентрацию слабого электролита принять равной С, то

равновесные концентрации ионов Н и А равны аС, а концентрация недисс-ванных молекул НА С - аС = С(I-а). Подставив равновесные концентрации в выражение для константы диссоциации, получим уравнение следующего вида (закон разбавления Оствальда):

Kd=Са^г /(1-a)

В случае очень слабого электролита (« 0,01) зависимость между К_д и а становится еще проще:

К_д = Са^г