29. Закон действующих масс. Закон разбавления Оствальда

Слабые электролиты при растворении и расплавлении диссоциируют на ионы частично. Параллельно с процессом диссоциации идет обратный процесс – ассоциация – образование молекул из ионов. В определенный момент времени скорости прямой и обратной реакций выравниваются, и наступает состояние химического равновесия. В данном состоянии система будет находиться столь долго, пока какое-либо внешнее воздействие не приведет к смещению равновесия. Состояние химического равновесия характеризуется константой равновесия.      

Выведем выражение для константы химического равновесия, опираясь на понятия химической кинетики.

1. Запишем уравнение диссоциации слабого электролита в общем виде:

aA + bB ⇄ dD + eE.

2. Запишем уравнения для скорости прямой и обратной реакции через концентрации веществ:

v₁=k₁ [A]^a[B]^b,

v₂ =k₂ [D]^d[Е]^е .

3. Состояние химического равновесия характеризуется равенством скоростей прямой и обратной реакции:

v₁= v₂ , или

k ₁ [A]^a[B]^b= k₂[D]^d[Е]^е .

4. Преобразуем последнее выражение, сгруппировав переменные величины (концентрации) в одной части выражения, а постоянные величины (константы скоростей) – в другой:

^.

5. Так как отношение констант скоростей есть величина постоянная, вводим новую константу, которая будет характеризовать состояние химического равновесия.

6. На основании полученного выражения формулируем закон действующих масс.

Для обратимой химической реакции в состоянии равновесия произведение равновесных концентраций продуктов реакции в степенях их стехиометрических коэффициентов, отнесенное к такому же произведению для исходных веществ, есть величина постоянная при данной температуре и давлении.

Константа химического равновесия есть величина постоянная при данной температуре и давлении; она не зависит от концентраций реагирующих веществ, а определяется лишь природой вещества и растворителя. Для слабых электролитов эта константа называется константой ионизации. Для сильных электролитов константа диссоциации не имеет смысла, так как данные вещества при растворении полностью диссоциируют на ионы.

Помимо константы ионизации силу электролита характеризует степень диссоциации. Степень диссоциации – это отношение числа распавшихся при диссоциации молекул на ионы, отнесенное к общему числу частиц растворенного вещества.

Между степенью диссоциации и константой ионизации существует математическая связь, выражаемая законом разбавления Оствальда:

(9)

если электролит слабый и степень диссоциации мала, то величиной α в знаменателе можно пренебречь по сравнению с единицей, в итоге получим упрощенное выражение закона разбавления Оствальда:

.

Закон разбавления Оствальда. При разбавлении слабого электролита степень его диссоциации увеличивается.                                                                          

30. Термодинамика процесса растворения. Физическая и Химическая сторона процесса растворения. Теплота растворения.

Растворение – это физико-химический процесс.

Насыщенный раствор – это раствор который находится в равновесии с растворяющимся веществом.

Физическая сторона – растворяющее вещество теряет свою структуру, разрушается.

Химическая сторона – растворяемое вещество взаимодействует с растворителем- сольватация- образуются сольваты, если растворение идет в воде, то процесс называется гидратацией - образуются гидраты.

Теплотой или энтальпией растворения – называется количество теплоты, которое выделяется или поглощается при растворении.

Что происходит при растворении?

а) разрушение структуры растворенного вещества, т.е. фазовый переход Н_фп

Н_фп > 0 тепло затрачивается

NaCl_тв = Na⁺ + Cl^– H>0 S>0

б) гидратация

Н_гидр < 0 тепло выделяется

Na⁺ + n·H₂O = [Na(H₂O)n]+

Cl^– + m·H₂O = Cl^– •m·H₂O H<0 S<0

в) H_раст = H_фп + Н_гидр

Если H_фп > Н_гидр – то процесс эндотермический,

Если H_фп < Н_гидр – то процесс экзотермический.