Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Электролитическая диссоциация. Электролиты – вещества, расплавы или растворы в полярных растворителях которых проводят электрический ток





Электролиты – вещества, расплавы или растворы в полярных растворителях которых проводят электрический ток. Причина этого явления состоит в том, что в данных условиях такие вещества распадаются на определенное количество противоположно заряженных частиц – ионов. Процесс распада вещества на ионы под действием температуры или растворителя называется электролитической диссоциацией и является обратимым. Сила электролита определяется степенью электролитической диссоциации α и вычисляется по формуле: где N – число молекул, распавшихся на ионы; N0 – общее число молекул электролита в растворе; или где i – изотонический коэффициент; n – общее число ионов, на которые распадается каждая молекула электролита. Изотонический коэффициент в обобщенном виде учитывает степень отклонения свойств растворов электролитов от законов Рауля и Вант-Гоффа. Например, для растворов электролитов:

Δtпл = i·Кк·Сm,

,

Росм=1000i·См·RT.

Более точным критерием для сравнения силы электролита служит константа диссоциации.Это величина, показывающая отношение произведения концентрации ионов к концентрации недиссоциированных молекул слабого электролита в момент равновесия. Например:

HClO ↔ H+ + ClO-

 

Чем меньше значение константы диссоциации, тем слабее электролит. Для слабых электролитов константа и степень диссоциации находятся в следующей зависимости (закон разбавления Оствальда):

где С – молярная концентрация электролита, моль/л.

Электролиты, практически полностью диссоциирующие в водных растворах, называются сильными. К ним относятся большинство солей, гидроксиды щелочных и щелочно-земельных элементов, некоторые кислоты. Следует иметь в виду, что в случае сильных электролитов найденное таким способом значение α выражает лишь «кажущуюся» степень диссоциации, поскольку в растворах сильные электролиты диссоциируют полностью.

Пример 1.Раствор, содержащий 0,85 г хлорида цинка в 125 г воды, кристаллизуется при – 0,23 ºС. Определить кажущуюся степень диссоциации ZnCl2.

Решение. Найдем моляльную концентрацию соли в растворе. Так как молярная масса ZnCl2 равна 136,3 г/моль, то

моль на 1000 г Н2О.

Теперь определим понижение температуры кристаллизации без учета диссоциации электролита (криоскопическая константа воды равна 1,86):

Δtкрист. выч. = Кк·Сm = 1,86·0,050 = 0,093 ºС.

Сравнивая найденное значение с экспериментально определенным понижением температуры кристаллизации, вычисляем изотонический коэффициент i:

.

Теперь находим кажущуюся степень диссоциации соли:

.

Наблюдаемое отличие кажущейся степени диссоциации от единицы связано с межионными взаимодействиями в растворе. В результате ионы оказываются не вполне свободными в своем движении, и все свойства электролита проявляются слабее, чем следовало бы ожидать при полной диссоциации электролита на не взаимодействующие между собой ионы.

Поэтому для описания состояния ионов в растворе пользуются, наряду с концентрацией ионов, их активностью, т.е. условной (эффективной) концентрацией ионов, в соответствии с которой они действуют в химических процессах. Активность иона а, моль/дм3, связана с его молярной концентрацией в растворе См соотношением:

а =f· См,

где f – коэффициент активности иона.

В разбавленных растворах коэффициент активности зависит только от заряда иона и ионной силы раствора I, которая равна полусумме произведений концентрации Сi каждого иона на квадрат его заряда zi.: .

Приближенно коэффициент активности иона в разбавленном растворе можно вычислить по формуле

Пример 2.Вычислить ионную силу и активность ионов в растворе, содержащем 0,01 моль/дм3 MgSO4 и 0,01 моль/дм3 MgCl2.

Решение. Ионная сила раствора равна

I =0,5[С(Mg2+)·22 + C(SO42-)·22 + C(Cl-)·12) =0,5(0,02·4+ 0,01·4+ 0,02)= 0,07.

Коэффициент активности иона Mg2+(и равный ему коэффициент активности иона SO42-) найдем по формуле

= = -0,53, откуда f = 0,30.

Аналогично находим коэффициент активности иона Cl-6

=-0,13, откуда f = 0,74.

Теперь, пользуясь соотношением а =f· См, находим активность каждого иона: а(Mg2+) = 0,02·0,30 = 0,006 моль/дм3; а(SO42-) = 0,01·0,30 = 0,003 моль/дм3; а(Cl-) = 0,02·0,74 = 0,0148 моль/дм3;






Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 157. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия