Процесс диссоциации

Процесс распада кристаллов на отдельные ионы протекает следующим образом. Молекулы воды представляют собой диполи. Когда кристалл какой-либо соли (КCl) попадает в воду, то расположенные у поверхности ионы начинает притягивать к себе полярные молекулы воды.

Молекулы воды также притягивают к себе ионы. Так ионы переходят в раствор. Перешедшие в раствор ионы могут оставаться связанными с молекулами воды, тогда они образуют гидраты ионов. Так как размеры катионов меньше размеров анионов, то они сильнее притягивают молекулы воды. Чем меньше радиус катиона, тем меньше молекул воды входит в состав гидратированного иона. Гидраты (сольваты).

Несмотря на образование гидратов, в уравнениях записывают только ионы. Вследствие движения ионов в растворе кроме ионов находятся и недиссоциированные молекулы.

Диссоциации подвергаются не только вещества с ионными кристаллическими решетками, но и многие вещества, состоящие из полярных молекул.

Ионизирующее действие растворителей. Другие растворители – муравьиная кислота, этанол, ацетон; диссоциация происходит, но в меньшей степени. Такие растворители называются ионизирующими. В неполярных или малополярных растворителях (бензол, диэтиловый эфир, сероуглерод) диссоциации не наблюдается. Об ионизирующей способности различных растворителей судят по их диэлектрической проницаемости (диэлектрической постоянной) – это величина, показывающая во сколько раз сила взаимодействия между двумя зарядами в данной среде меньше, чем в безвоздушном пространстве.

Чем больше дипольный момент молекул, тем больше диэлектрическая проницаемость.

Степень диссоциации. Скорость распада молекул со временем уменьшается, следовательно увеличивается скорость обратного процесса. В результате устанавливается равновесие, при котором относительные количества недиссоциированных молекул и ионов остаются постоянными.

NaCl ↔ Na⁺ + Cl^-

HCl + H₂O ↔ Cl^- + H₃O⁺ (в упрощенной форме HCl ↔ H⁺ + Cl^-)

Степень диссоциации – отношение числа диссоциированных молекул к общему числу молекул, перешедших в раствор.

Степень диссоциации зависит от природы растворяемого элемента, от концентрации раствора: при разбавлении раствора степень диссоциации каждого элемента увеличивается (согласно принципу Ле Шателье, в зависимости от осмотического давления).

α = (і – 1 )/ (n – 1)

n – число образовавшихся ионов.

α = , N_prod – число продиссоциированных ионов; N_mol – общее число молекул.

На практике степень диссоциации элементов определяют методом, основанным на измерении электропроводности растворов.

6. Константа диссоциации.

Смещение ионного равновесия

Так как электролитическая диссоциация – процесс обратимый, приводящий к состоянию равновесия между недиссоциированными ионами, то она подчиняется закону действия масс.

XY ↔ X⁺ + Y^-

K д = [X⁺] [Y^-] / [XY]

K д характеризует способность электролита дисоциировать на ионы. Чем больше K д, тем сильнее диссоциирует электролит.

K _д =α ² С_М /1 – α закон разбавления Оствальда дает возможность вычислить степень диссоциации при различных концентрациях, если известна константа диссоциации, и наоборот.

Константа диссоциации не зависит от концентрации взятых для реакции реагентов и всегда будет величиной постоянной.

Но для сильных электролитов закон действия масс неприменим. Как же ведут себя сильные электролиты в растворе?

Если в растворе слабых электролитов силами электролитического взаимодействия можно принебречь, то в отношении сильных электролитов этого делать нельзя. Силы межионного притяжения и отталкивания довольно большие, они и являются причиной отклонения растворов сильных электролитов от закона действия масс.

Если опустить в раствор электроды, соединенные с источником электрического тока, то разноименно заряженные ионы начинают перемещаться в противоположные стороны. При этом каждый ион стремится вырваться из своей ионной атмосферы, но покидаемая им атмосфера притягивает его обратно, вследствие чего движение иона замедляется, следовательноснижается число ионов, проходящих через раствор в единицу времени. Чем больше концентрация раствора, тем сильнее проявляется тормозящее действие ионной атмосферы, тем меньше будет электропроводность раствора. Отсюда кажется, что с увеличением концентрации число ионов в растворе снижается, но в действительности диссоциация при любых концентрациях остается полной, поэтому измеряя электропроводность определяют лишь кажущуюся степень диссоциации.

Равновесие в растворах электролитов остается неизменным пока внешние условия не изменяются. Изменение условий влечет смещение равновесия в ту или иную сторону (принцип Ле Шателье).

CaSO₄ ↔ Ca²⁺ + SO₄^-

Применим закон действия масс:

Кр = [Ca²⁺][SO₄^-]

Таким образом в растворе малорастворимого электролита произведение концентраций его ионов есть величина постоянная при данной температуре. Так как эта величина характеризует способность электролита растворяться,то её называют произведением растворимости ПР.

ПР (CaSO₄)= [Ca²⁺][SO₄^-]

Дата добавления: 2014-01-05