Диссоциация кислот, щелочей и солей

Кислоты — электролиты, в растворах которых нет дру­гих катионов, кромекатионов водорода.Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато: Основания — электролиты, в растворах которых нет других анионов, кромегидроксид-ионов. Соли — электролиты, в растворах которых есть кати­оны металлов или ионаммония и анионы кислотных ос­татков.

Билет №5. (углубленный)

Электролиты и неэлектролиты. Электролическая диссоциация неорганическихкислот, солей, щелочей. Степень диссоциации. Электролит проводит электрический ток в результате того, что направленноепереме­щение его ионов создает поток электрических зарядов. Таким образом,пропускание электрического тока через электролит сопровождается переносомвещества.Электролитами чаще всего являются такие соединения, как кислоты, основания илисоли, находящиеся в расплавленном состоянии или в водных растворах.Способ­ность электролитов проводить электрический ток называется электролитической прово­димостью. Ее следует отличать от электроннойпроводимости обычных проводников электрического тока, например металлов. Ввеществах с электронной проводимостью поток заряда обусловлен потокомэлектронов, а не перемещением ионов. Поэтому пропускание электрического токачерез проводники с электронной проводимостью не сопровождается переносомвещества.Электролиты в свою очередь могут быть подразделены на два типа: сильные и слабыеэлектролиты. Сильный электролит – это соединение, которое врасплавленном состоянии или в растворе полностью ионизировано. Примеромсильного электролита может служить соляная кислота. При растворениихлороводорода в воде происходит его полная ионизация: В этом уравнении использована простая (а не двойная) стрелка, чтобы показать,что процесс идет в указанную сторону до полного завершения. Слабый электролит – это вещество, которое диссоциирует на ионы лишьчастично. Следовательно, в растворе устанавливается равновесие междунедиссоциированными молекулами такого вещества и диссоциированными ионами.Примером слабого электролита является уксусная кислота: Органические кислоты и основания обычно являются слабыми электролитами. Неэлектролит вообще не диссоциирует на ионы и поэтому не обладаетспо­собностью проводить электрический ток. Большинство органических соединенийпри­надлежат к неэлектролитам.Механизм электролитической диссоциации — распада молекул или кристалловрастворяемого вещества на ионы под влиянием моле­кул растворителя — былпонят несколько позднее. Согласно современным воз­зрениям, такой распадявляется результатом взаимодействия поляр­ных молекул растворителя, напримерводы, с молекулами или крис­таллической решеткой растворяемого вещества.Молекулы раствори­теля атакуют кристаллическую решетку, разрушая ее и переводясоставные части решетки (ионы) в раствор в форме сольватированных(гидратированных) заряженных частиц Окружающие эти ионы полярные молекулырастворителя ориентированы в соответствии с зарядом ионов. Растворениеэлектролита в известной мере упорядочи­вает молекулы растворителя. Естественнопредположить, что эта способность к упорядочению молекул растворителя умногозарядных ионов выражена сильнее, чем у однозарядных. В этом и нужно искатьпричину того, что соли, содержащие многозарядные ионы, плохо растворимы (в рядеслучаев практически нерастворимы) в воде. На­пример, хлорид бария растворимхорошо, а сульфат бария — очень плохо. Следовательно, влияние растворенноговещества и растворителя является обоюдным: полярные молекулы растворителяразрушают кристаллическую решетку растворяемого вещества на отдельные ионы, аэти ионы, переходя в раствор, вызывают изменение растворителя, заставляя егомолекулы упорядочиваться. Кроме того, сольватированные ионы растворенноговещества не индифферентны по отноше­нию друг к другу. Противоположно заряженныеионы имеют тен­денцию притягиваться силами электростатического взаимодействия,образуя нейтральные молекулы или нейтральные группы молекул. Разумеется, вреальном растворе всегда присутствуют как отдельные сольватированные ионы, таки нейтральные молекулы. Действие растворителя на растворенное вещество настолько ве­лико, что можетвызывать электролитическую диссоциацию веществ, не обладающих ионным типомсвязи. Например, полярные молекулы хлороводорода, растворяясь в воде,разрываются ее молекулами на ионы. При растворении хлороводорода в бензоле,являющемся менее полярным растворителем, чем вода, диссоциации молекул непроис­ходит. Поэтому раствор хлороводорода (кислота) в воде проводитэлектрический ток, а в бензоле нет. Степень электролитической диссоциации a – число, показываю­щее, какаячасть молекул электролита находится в растворе в виде ионов.Согласно этому определению Очевидно, во всех растворах неэлектролитов, где диссоциация на ионы полностьюотсутствует, a=0, а в растворах, в которых все растворенное веществоприсутствует в форме ионов (полная диссо­циация), a=1. Очень часто длярастворов средней и высокой кон­центраций (с»5,0%...с»10,0%) считают, чтослабые электролиты характеризуются a£0,03, а сильные – a³0,30.Электролиты сред­ней силы характеризуются промежуточными значениями степенидис­социации: 0,03£a£0,30. Однако необходимо отметить, чтопредложенная классификация является в значительной степени условной (особенно вслучае слабых электролитов и электролитов средней силы). Это объясняетсяследующим. Степень диссоциации в общем случае зависит от природы электролита ирастворителя, от концентрации и температуры раствора. Для растворов,образованных одними и теми же компонентами (растворителем и раствореннымвеществом), наи­больший интерес представляет зависимость степени диссоциации отконцентрации раствора. Для слабых электролитов типа H⁺B^– (кис­лота) или А⁺ОН^– (основание) степень диссоциации ос иконцентрация раствора с связаны зависимостью: где К_i — константа, характеризующая способность того или иногослабого электролита к диссоциации.При малых значениях a (a£0,05) разность 1–a приблизитель­но равна 1. Тогдаиз этого уравнения можно получить: что является математическим выражением закона разведения Оствальда: степень диссоциации слабого электролита в растворе тем выше, чем более разбавленраствор. Допустим, что при растворении электролита ВА в воде образуется раствор, имеющийконцентрацию с. В результате некоторая часть а электролита ВА диссоциирует,образуя ионы B⁺ и А^–. Величина a называется степеньюдиссоциации. Равновесная концентрация неионизированного электролита ВАоказывается равной с(1– a). Таким образом, можно записать Запишем теперь выражение для константы равновесия рассматриваемой диссоциации Подставив в это выражение равновесные концентрации участников диссоциации,получим Это соотношение и представляет собой закон разбавления Оствальда. Константа К_с называется константой диссоциации электролита. Чем больше K_c, тем сильнее электро­лит.

Дата добавления: 2015-04-24