Свойства растворов электролитов

Общие понятия

Раствор – многокомпонентная гомогенная система переменного состава. В простейшем случае раствор содержит два компонента – растворитель и растворённое вещество. Обычно растворителем считают компонент, находящийся в том же агрегатном состоянии, что и образующийся раствор. Если компоненты, образующие раствор, находятся в одном агрегатном состоянии (вода-спирт), понятие растворитель становится весьма условным, растворителем в этом случае чаще считают количественно преобладающий компонент.

По агрегатному состоянию растворы можно разделить на газообразные, жидкие и твёрдые. В дальнейшем будем рассматривать свойства жидких растворов, имеющих в химии наибольшее практическое значение. В свою очередь, в зависимости от агрегатного состояния растворённого вещества выделяют три группы жидких растворов:

^· растворённое вещество – газ (водные растворы СO₂, HCl);

^· растворённое вещество – жидкость (водные растворы H₂SO₄, C₂H₅OH);

^· растворённое вещество – твёрдое (водные растворы солей, щелочей).

Свойства растворов сильно зависят от концентрации растворённого вещества. Основные способы выражения концентрации растворов подробно рассмотрены на практическом занятии.

При растворении данного вещества (p, T = const) концентрация раствора увеличивается до достижения определённого значения, не изменяющегося с течением времени. Это признак наступления фазового равновесия

растворённое вещество <==> раствор.

· Раствор, находящийся в фазовом равновесии с растворенным веществом, называют насыщенным, а концентрацию такого раствора - растворимостью.

Насыщенные растворы могут быть как концентрированными, так и разбавленными. Например, насыщенные растворы AgNO₃ и AgBr при 20⁰С содержат соответственно 216 г и 1,2^.10^-5г растворённого вещества в 100 г воды.

Все твердые вещества обладают способностью в той или иной мере растворяться в жидкостях. Различие в растворимости твёрдых веществ может быть очень большим. Например, растворимость AgNO₃ в воде при 25⁰С равна 15,1 моль/л, а HgS – всего 1^.10^-21 моль/л. Существует условное деление веществ по их растворимости в конкретном растворителе при определённой температуре на нерастворимые, малорастворимые и растворимые. К нерастворимым относят вещества, растворимость которых меньше 0,001 моль/л, к малорастворимым – вещества с растворимостью 0,001-0,1 моль/л, а к растворимым – вещества с растворимостью более 0,1 моль/л.

· Электролитами называют вещества, растворы (или расплавы) которых проводят электрический ток.

Причиной электропроводности растворов электролитов является

· электролитическая диссоциация – процесс самопроизвольного распада растворённого вещества на ионы (положительные – катионы и отрицательные – анионы).

Количественно процесс диссоциации характеризуют степенью диссоциации.

· Степень диссоциации (a) – отношение количества вещества, распавшегося на ионы, к общему количеству растворенного вещества.

Выражают степень диссоциации в долях единицы или в процентах. Степень диссоциации зависит от природы растворенного вещества и растворителя, от температуры и концентрации раствора.

Наибольшей степенью диссоциации характеризуются вещества с ионной связью. Так при растворении кристаллов хлорида натрия в воде под действием полярных молекул растворителя ослабляются связи в кристалле, и частицы переходят в раствор с образованием гидратированных ионов:

NaCl + nH₂O = Na⁺(H₂O)_x + Cl^-(H₂O)_n-x.

Чем полярнее молекулы растворителя, тем выше степень диссоциации растворённого вещества. Например, NaCl не диссоциирует в неполярном растворителе – бензоле.

Диссоциация большинства соединений – эндотермический процесс, поэтому с повышением температуры согласно принципу Ле Шателье степень диссоциации увеличивается (за редкими исключениями).

Степень диссоциации также возрастает при разбавлении раствора (понижении концентрации), так при понижении концентрации раствора уксусной кислоты от 0,1М до 0,001М степень диссоциации увеличивается от 1,4 до 12,4%.

Дата добавления: 2014-01-11