Бақылау сұрақтары. Судың иондық көбейтіндісі

Судың иондық көбейтіндісі

Суда және сулы ерітінділерде су шамалы мөлшерінде диссоциацияланады:

Н₂О = Н⁺ + ОН^-

Су аз мөлшерінде иондарға ыдырайтын болғандықтан деп есептеуге болады, онда массалар әрекеттесуші заңын келесі теңдеу көрсетеді:

, (8.7)

K_w – судың иондық көбейтіндісі. 298К-де K_w =10^-14, ал температура өскен сайын оның мәні артады. Химияда сутек көрсеткіші (рН) деген түсінік қолданылады. Бұл шаманы келесі теңдеуден есептеп алуға болады.:

, (8.8)

Нейтралды орта үшін , онда (8.6) теңдеуден рН = 7, қышқылды орта үшін pH < 7, сілтілі орта үшін pH > 7.

Күшті электролиттер

Массалар әрекеттесуші заңы күшті электролиттердің диссоциациялану процесіне қолдануға келмейді, өйткені олардың диссоциациялану константасы концентрация өзгергенде өзгереді. Күшті электролиттер ерітінділерінде диссоциацияланбаған молекулалар болмайды, олар иондарға толық ыдырайды. Осы себептен, әлсіз электролиттер үшін шығарылған заңдылықтарды күшті электролиттер үшін қолдану үшін керекті түзеткіштер кіргізу қажет.

П. Дебай мен Г. Хюккель (1923) ұсынған күшті электролиттер теориясы, күшті электролиттердің тәртібін түсіндірді, және сандық жағынан оларды сипаттайтын есептеулердің негізін салды. Бұл теория бойынша, неғұрлым ерітіндінің концентрациясы жоғары болса, соғұрлым иондар бір-біріне жақын тұрады. Нәтижесінде әрбір ион кері таңбалы иондардан тұратын "атмосферамен" қоршалған болады, құрылған иондық атмосфера ионның қозғалысын кемітеді. Осы орын алатын процестерді есепке алу үшін Льюис енгізген электролиттің активтілігі және иондардың активтіліктері ₊ және _- қолданылады.

Концентрациясы с = 1 электролиттің активтілігі активтіілк коэффициент деп аталады, γ деп белгіленеді:

Өте сұйылтылған ерітінділер үшін а = с; γ = 1

Егер электролит n иондарға диссоциацияланатын болса: n= n₁+ n₂, мұнда n₁ – катиондар саны, ал n₂ – аниондар саны, электролит активтігі мен иондар активтіктерінің арасындағы байланысты келесі теңдеу көрсетеді:

(8.9)

Онда, ₊= γ₊ с ₊; _-= γ_- с _- және в ₊= n₁ с и с _-= n₂ с, келесі теңдеуге келеміз:

(8.10)

Бинарлы электролит үшін υ₁ = υ ₂=1 (9.11) теңдеу жеңілдейді

= с γ₊ γ_- (8.12)

Егер орташа активтік иондық коэффициент еңгізсе:

(8.13)

немесе бинарлы электролит үшін

, (8.14)

онда (8.12) теңдеу келесі түрге келеді:

, (8.15)

ал бинарлы электролит үшін

(8.16)

П. Дебай және Г. Хюккель активтік коэффициент γ есептейтін әдіс ұсынған. Сұйытылған сулы бинарлы электролиттің ерітіндісі үшін 298К-ға:

lg γ = - 0,51 (8.17)

мұнда: z - активтік коэффициент γ есептейтін ионның заряды; I – ерітіндінің иондық күші.

Иондық күшті есептегенде ерітіндідегі барлық электролиттер есепке алынады.

I = 0,5 å в _i z²_i

Негізгі әдебиет: 1[449-503, 508-528], 2[89-113], 3[135-150], 4[226-272].

Қосымша әдебиет: 9[201-248], 10[185-264].

Бақылау сұрақтары

1. Электролиттік теорияның негізгі қағидалары. Диссоциациялану константасы, дәрежесі, Вант-Гоффтың изотоникалық коэффициенті деп нені айтады?

2. Қандай қасиеттеріне қарап электролитті күшті және әлсіз деп ажыратады? Әлсіз электролиттер қандай заңға бағынады және оның мағынасы қандай?

3. Дебай-Хюккельдің күшті электролиттер үшін теориясының негізгі қағидаларын айтыңыз.

4. Ерітінділердің «иондық күші» нені білдіреді?