Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Теоретическая часть. Вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток, называются электролитами




Вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток, называются электролитами. К ним относятся кислоты, основания и подавляющее большинство солей. При попадании этих веществ в полярный растворитель происходит электролитическая диссоциация, вызываемая взаимодействием полярных молекул растворителя с частицами растворяемого вещества. Результатом является образование сольватированных заряженных частиц - положительно заряженных катионов и отрицательно заряженных анионов. Электролитическая диссоциация

HCl (газ) + (n+m)H2O D H+×nH2O + Cl-×mH2O,

NaCl (крист) + (p+q)H2O D Na+×pH2O + Cl-×qH2O.

Количественной характеристикой электролитической диссоциации служит степень диссоциации a, равная отношению числа диссоциированных молекул Nдисс к исходному числу молекул электролита в растворе Nисх:

a = .

По способности к электролитической диссоциации электролиты условно подразделяют на сильные и слабые. Сильные электролиты -вещества, в растворе практически полностью диссоциированные на ионы при (a » 1). Слабые электролиты -вещества, степень диссоциации которых a << 1. В водных растворах сильными электролитами являются такие кислоты, как HClO4, HMnO4, H2SO4, HNO3, HCl, HBr, HI, а также гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2; большинство солей

Для процесса электролитической диссоциации

КmАn ­D m + n ,

где КmАn ­– молекула электролита, – катион, – анион, z – зарядовое число ионов; различают аналитическую,или концентрационную, константу диссоциации Кд,с, вычисленную по равновесным концентрациям молекул и ионов:

Кд,с = , (1)

где [ ], [ ] - равновесные молярные концентрации катионов и анионов, соответственно; [КmАn]недисс - равновесная молярная концентрация недиссоциированных молекул электролита. Термодинамическая константа диссоциации Kд,а, вычисляется по равновесным активностям a соответствующих частиц:

Kд,а = (2)

Согласно уравнению изобары химической реакции:

Активность, равна произведению концентрации С на коэффициент активности g

а = С×g

Понятие активности было предложено Льюисом, чтобы можно было использовать для реальных систем термодинамические уравнения, выведенные для идеальных растворов, в которых отсутствуют взаимодействия между компонентами.

Выражение (1) обычно используется для растворов слабых электролитов, поскольку в разбавленных растворах коэффициент активности слабого электролита g»1 и значение активности практически соответствует величине концентрации С частиц. Для растворов сильных электролитов концентрационная константа диссоциации не имеет физического смысла, т.к. концентрация недиссоциированных молекул практически равна нулю. Однако коэффициент активности сильного электролита, отражающий влияние межионных и ион-молекулярных взаимодействий на свойства раствора, g < 1, поэтому для сильных электролитов справедливо выражение (2). Константу равновесия процесса диссоциации принято обозначать Ка в случае слабых кислот (от английского слова "acid") и Кb для слабых оснований (от слова "base").



Многоосновные кислоты и многокислотные основания диссоциируют ступенчато. Например, процесс диссоциации щавелевой кислоты протекает следующим образом:

I ступень: H2C2O4 D H+ + HC2O4-, Ka(I) = 6,46×10–2;

II ступень: HC2O4- D H+ + C2O42-, Ka(II) = 6,17×10–5;

общее уравнение диссоциации: H2C2O4 D 2H+ + C2O42-, Ka = Ka(I) ×Ka(II).

Аналогично для гидроксида свинца можно записать:

I ступень: Pb(OH)2 D PbOH+ + OH-, Kb(I) = 9,55×10–4;

II ступень: PbOH+ D Pb2+ + OH-, Kb(II) = 3,0×10–8;

общее уравнение ионизации: Pb(OH)2 D Pb2+ + 2OH-, Kb = Kb(I) ×Kb(II).

В случае разбавленных растворов сильных электролитов можно считать, что их диссоциация происходит практически полностью.


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2017 год. (0.006 сек.)Пожаловаться на материал