Растворы электролитов

Электролиты - вещества, растворы которых проводят электрический ток, так как в растворах электролитов имеются подвижные заряженные частицы (ионы). К электролитам относятся вещества с ковалентной полярной или ионной связью.

Электролитическая диссоциация - процесс распада вещества на ионы при растворении в полярном растворителе. Основные положения теории электролитов описываются теорией электролитической диссоциации Аррениуса:

Степень электролитической диссоциации (a) - количественная характеристика диссоциации:

a = .

Сильные электролиты - степень диссоциации больше 30% и почти не зависит от концентрации раствора (растворы большинства солей, щелочей и некоторых кислот).

Слабые электролиты - степень диссоциации меньше 3% и уменьшается с ростом концентрации раствора (вода, ряд кислот, основания p-, d- b f- элементов).

Константа диссоциации (К_д) - константа равновесия для обратимого процесса диссоциации слабого электролита.

В растворах слабых электролитов устанавливается равновесие между недиссоциированными молекулами и продуктами их диссоциации - ионами. Например, для реакции диссоциации уксусной кислоты в водном растворе устанавливается равновесие:

CH₃COOH D CH₃COO^- + H⁺,

которое количественно характеризуется константой равновесия (в этом случае ее называют константой диссоциации - К_д):

(8.5)

Так как (1 - a)·С (С - концентрация), то К_д = (а) и при a < < 1 (б). (8.6)

Выражение (8.6) - закон разбавления Оствальда для слабых электролитов, молекулы которых диссоциируют на 2 иона. При большем числе ионов выражение усложняется. Так, для электролита состава K_nA_m:

K_nA_m = nK^m+ + mA^n-, ;

.

Для слабых электролитов (1-a)» 1 и ;

a . (8.7)

Экспериментально определяемые для сильных электролитов степени диссоциации называют кажущимися (a_каж). Как правило, a_каж не равна 100 % (или 1), что связано с объединением части ионов в нестойкие ионные пары или агрегаты ионов. Из закона разбавления следует, что a увеличивается с уменьшением концентрации.

Пример 5. Константа диссоциации азотистой кислоты равна 7·10^–4. Концентрация раствора 0, 1 М. Вычислить степень диссоциации кислоты (%).

Решение. Из (7.6): с = 8, 37·10^-2.