Растворы сильных электролитов

Было доказано, что в растворах сильных электролитов отсутствуют молекулы растворенного вещества, то есть все растворенные молекулы диссоциируют на ионы, при этом α = 1. К ним относятся некоторые неорганические кислоты, например, Н₂SO₄,HNO₃, HCl, HBr, HI, щелочи и большинство солей. Но при измерении степени диссоциации сильного электролита на практике, ее величина всегда оказывалась меньше 1, поэтому ввели понятие кажущейся степени диссоциации. В чем же причина этого явления?

В растворах сильных электролитов концентрация образовавшихся ионов очень велика, поэтому между ними существуют силы электростатического взаимодействия. Каждый ион в растворе сильного электролита окружен ионной атмосферой из ионов противоположного заряда. Например:

Ионная атмосфера препятствует движению ионов в растворе, они оказываются заблокированными, т.е. менее активными. Концентрация ионов в растворе кажется меньшей истинной. В расчетах свойств сильных электролитов используется понятие активности, а не истинной концентрации. Активность (a_i) – это кажущаяся концентрация, исходя из которой ион проявляет себя в химической реакции. Величину активности вычисляют по закону Дебая-Хюккеля: a_i = f_{i *} C_i

C_i - истинная молярная концентрация иона i

f_i - коэффициент активности иона

Метод определения коэффициента активности вытекает из теории, описывающей свойства сильных электролитов – теории Дебая - Хюккеля. Согласно которой:

Lg ƒ_i = -0,5 Z_i²√¯μ, где

Z_i - заряд иона, μ - ионная сила раствора,

μ - мера электростатического взаимодействия между ионами в растворе и рассчитывается по формуле: μ = 0,5 Σ C_{i *} Z_i²

Рассчитаем ионную силу физиологического раствора с известной концентрацией NaCl:

С_NaCl = 0,9 % ═› С_М(NaCl) = 0,15 моль/л

Молекула NaCl при диссоциации дает один ион Na⁺ и один ион Cl^-:

NaCl ↔ Na⁺ + Cl^-

0,15 моль/л по 0,15 моль/л

μ = 0,5 Σ C_{i *} Z_i² = 0,5(С _Na+ Z²_Na+ + С _Cl- Z²_Cl-)

μ = 0,5 (0,15 _* 1² + 0,15_* (-1)²) = 0,15

Большинство биологических жидкостей имеют такую же ионную силу.

Дата добавления: 2013-12-12