Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Электрические свойства жидкостей




 

Вещества, в которых при прохождении через них электрического тока происходят химические реакции, называются электролитами или проводниками второго рода.

В качестве примеров можно привести:

- водные растворы солей;

- водные растворы кислот и щелочей;

- расплавы солей, которые в твёрдом состоянии являются ионными кристаллами.

Носители тока в электролитах – ионы, на которые расщепляются (диссоциируют) молекулы растворённого в воде вещества.

В растворе каждая молекула растворённого вещества находится в окружении молекул вещества растворителя. Поскольку молекулы растворителя и растворённого вещества являются полярными, то они распределяются в растворе как показано на рисунке 8.1.

 
 

 


Рисунок 8.1 – Взаимное расположение в растворе молекул растворителя и растворённого вещества.

 

Из-за ослабления связей между катионами и анионами, вызванного силами электрических взаимодействий, молекулы веществ могут диссоциировать. Иногда при встрече катиона и аниона молекулы исходного вещества снова соединяются – рекомбинируют. Таким образом, в растворе одновременно протекают два физических процесса:

- диссоциация молекул веществ;

- рекомбинация молекул веществ.

Если количество диссоциирующих молекул равно количеству рекомбинирующих , то устанавливается равновесное состояние раствора. Этому состоянию характерна степень диссоциации, называемая коэффициентом диссоциации .

Пусть – это число молекул растворённого вещества в единице объёма раствора, тогда:

- – число диссоциировавших молекул данного вещества в этой же единице объёма раствора;

- – оставшееся число молекул вещества.

Таким образом, количество молекул растворённого вещества в единице объёма раствора определяется выражением .

Пусть в единицу времени диссоциировало , а рекомбинировало молекул растворённого вещества. Тогда:

, (8.1)

. (8.2)

В выражениях (8.1), (8.2) коэффициенты и – это коэффициенты пропорциональности, зависящие от природы растворённого вещества и растворителя. При увеличении значения величины диэлектрической проницаемости растворителя , значения коэффициентов пропорциональности и возрастают.

Известно, что в равновесном состоянии раствора обязательно выполнение условия , а это значит, что и правые части выражений (8.1), (8.2) можно приравнять

,

или

. (8.3)

Если, раскрыв скобки, левую и правую части выражения (8.3) разделить на величину , то получится квадратное уравнение вида (8.4):

. (8.4)

Квадратное уравнение (8.4) имеет два решения:

. (8.5)

Поскольку, по определению, , вариант решения со знаком «–» не учитывается. Тогда второе слагаемое (8.5) преобразовывается к виду:



,

а выражение (8.5) с учётом примет вид (8.6)

. (8.6)

Из (8.6) следует, что при условии значение коэффициента . Это говорит о том, что в слабых или сильноразбавленных растворах все молекулы растворённого вещества оказываются диссоциированными. При увеличении коэффициент пропорционален отношению .

При невысоких температурах ионы бывают окружены молекулами растворителя (рисунок 8.2).

 

 
 

 


Рисунок 8.2 – Ион растворённого вещества, окружённый молекулами растворителя

 

Это явление носит название сольвация. Если раствор является водным, то явление носит название гидратация. При повышении температуры раствора размеры сольвата начинают уменьшаться.

 


Данная страница нарушает авторские права?

mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2017 год. (0.005 сек.)