КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Основные положения теории сильных электролитов
Смещение ионных равновесий. Действие одноименного иона Применение закона действующих масс к растворам электролитов Лекция 2 1 Основные положения теории сильных электролитов 2 Активность и коэффициент активности. Ионная сила раствора 3 Уравнения, применяемые к неидеальным (реальным) растворам. Термодинамическая константа ионизации
Теория электролитической диссоциации справедлива лишь в отношении растворов слабых электролитов, так как только ионизация слабых электролитов приводит к химическому равновесию, которое характеризуется константой ионизации. Совершенно другая картина наблюдается в отношении растворов сильных электролитов. Если определить величины степени диссоциации (α) для разных концентраций какого-либо сильного электролита и подставить их в уравнение константы ионизации: K = , то полученные величины К окажутся непостоянными, различными для разных концентраций. В качестве примера можно взять степень диссоциации хлорида калия КС1 для растворов разной концентрации (табл. 2.1). Таблица 2.1 Степень диссоциации хлорида калия при 18° С
По мере разбавления раствора степень диссоциации (α) повышается, а величина вычисленной константы диссоциации уменьшается. Другие сильные электролиты также показывают различие величины К при разных концентрациях. Следовательно, в растворах сильных электролитов нет динамического равновесия между ионами и недиссоциированными молекулами: процесс диссоциации сильных электролитов необратим, вследствие этого растворы сильных электролитов и не подчиняются закону действия масс.
В настоящее время неподчинение растворов сильных электролитов закону действия масс объясняется теорией сильных электролитов, введенной в науку П. Дебаем и Э. Хюккелем в 1923 г. В экспериментальной проверке и дальнейшем теоретическом развитии этой теории видная роль принадлежит В. К. Семенченко, А. И. Бродскому, В. А. Плескову и др. Согласно этой теории сильные электролиты диссоциированы в растворах нацело, т. е. на 100%. В пользу этого допущения говорят следующие факты: при оптических и спектрографических исследованиях растворов сильных электролитов в них не обнаруживается характерных свойств недиссоциированных молекул типа КС1, BaCI2 и др. Присутствующие в растворе недиссоциированные молекулы должны были бы давать свои индивидуальные полосы спектров поглощения и линии в спектрах комбинированного рассеивания. Однако даже в очень концентрированных растворах сильных электролитов таких полос и линий не наблюдается. Нейтрализация сильных кислот сильными основаниями в водных растворах дает одинаковый тепловой эффект 56,94 кдж/г-экв, или 13,6 ккал/г-экв при 25 °С, независимо от природы кислоты основания. Это можно объяснить отсутствием в растворе сильной кислоты и основания значительных количеств недиссоциированных молекул. Если бы в растворе присутствовали недиссоциированные молекулы, то из теплоты образования воды из ионов Н+ + ОН- = Н2О нужно было бы отнять теплоту, затрачиваемую на диссоциацию недиссоциированных молекул, и прибавить теплоту образования соли из ионов. В этом отношении, особенно показательными являются реакции нейтрализации слабых хлорноватистой НС1O и фтористоводородной HF кислот, сопровождающиеся резким отклонением величины теплоты образования воды из ионов: NaOH + НС1O = NaOCI + H2O + 41,87 кдж/г-экв
NaOH + HF = NaF + H2O + 66,99 кдж/г-экв Интенсивность поглощения света окрашенными гидратированными ионами Cu2+, Co2+, Ni2+, CrO42-, МnО4- и др. в растворах солей прямо пропорциональна их общей концентрации, что также говорит о полной диссоциации их в растворе, иначе не было бы прямой пропорциональности между интенсивностью поглощения света и концентрацией раствора названных солей. Рентгенографические исследования кристаллов солей сильных электролитов показывают, что они в твердом состоянии состоят не из молекул, а имеют ионные кристаллические решетки. Следовательно, при растворении солей в раствор будут переходить не молекулы, а ионы. Но если это так, то возникает вопрос: почему же понижение температуры замерзания растворов, повышение осмотического давления, а также измерение электропроводности растворов приводят к заключению о реализации неполной диссоциации электролита? Действительно, если мы посмотрим таблицу степеней диссоциации кислот, оснований и солей, то увидим, что степень диссоциации 1 н. и 0,1 н. растворов всех сильных кислот, оснований и солей меньше 100%.Это расхождение теории с данными опыта теория сильных электролитов объясняет следующим образом. Степень диссоциации электролитов, как мы уже знаем, определяется или по понижению температуры замерзания растворов, или по повышению осмотического давления; или же по измерению электропроводности растворов. Всеми этими методами определяется не истинная, а лишь кажущаяся степень диссоциации сильных электролитов. Действительно, эквивалентная электропроводность, а также величины изотонических коэффициентов растворов зависят в основном от трех факторов, а именно: от числа ионов в единице объема раствора, т. е. от частичной концентрации; от скорости движения ионов в электрическом поле, которая в свою очередь зависит от природы ионов и от температуры раствора; от заряда ионов. Теория сильных электролитов учитывает электростатическое взаимодействие между ионами. Поскольку ионы несут заряды, то каждый ион притягивает противоположно заряженные и отталкивает одноименно заряженные ионы. По закону Кулона сила взаимодействия двух электрически заряженных частиц (f) прямо пропорциональна произведению величин их зарядов (е) и обратно пропорциональна квадрату расстояния (r) между их центрами:
По мере увеличения сил межионного взаимодействия скорость движения ионов уменьшается, а с уменьшением скорости движения ионов уменьшается и электропроводность растворов.
Дата добавления: 2015-06-30; Просмотров: 3234; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |