Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Розчини електролітів




Розчини кислот, солей i основ у полярних розчинниках внаслiдок дисоцiацiї з утворенням катiонiв i анiонiв проводять електричний струм. Речовини, якi утворюють розчини, що мають iонну провiднiсть, називаються електролiтами. Розчини електролiтiв часто називають електролiтами. Здатнiсть електролiту дисоцiювати характеризується ступенем дисоцiацiї a – вiдношенням кількості продисоцiйованих молекул до загальної кількості молекул розчиненої речовини.

До сильних електролiтiв належать майже всi солi, деякi кислоти (HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4, HMnO4) i основи – гiдроксиди лужних i лужно-земельних металiв. Решта електролiтiв належить до слабких.

Дисоцiацiя слабкого електролiту – оборотний процесс, який призводить до встановлення хiмiчної рiвноваги. Наприклад: HCN «H+ + CN-. Константа рiвноваги в даному випадку називається константою електролiтичної дисоцiацiї:

Якщо молярна концентрацiя HCN дорiвнює С, а ступiнь дисоцiацiї - a, тодi

[H+] = [CN-] = C a, [HCN] = C – a C = C (1 - a).

K д = C a C a/a 2 C = a2 C /1 - a.

Якщо a << 1, то K д = a2 C.

Це є закон розбавлення Оствальда для електролiту складу KA (K+i A-– однозаряднi катiон i анiон); K д - величина, характерна для системи "речовина - розчинник" і залежить тiльки від температури.

Приклад І. Розрахувати концентрацію іонів H+ в 0,1 н. розчині ацетатної кислоти (К д = 1 · 10-5).

Розв’язок:

З рівноваги CH3COOH «CH3COOЧ + H+ маємо: [H+] = [CH3COO-] = C .a.

Із закону Оствальда, Тоді [H+] = C =

= = = 10-3 моль/л.

Відповідь: [H+] = 10-3 моль/л.

 

Багатоосновні кислоти дисоціюють ступінчасто:

H3PO4 «H+ + H2PO4-; K 1 = 7,5 · 10-3 ;

H2PO4-- «H+ + HPO42-; K 2 = 6,4 · 10-8 ;

HPO4 2-«H+ + PO43-; K 3 = 1,3 · 10-13 .

Дисоціація по першому ступеню відбувається інтенсивніше, ніж по другому, а тим більше - по третьому. Це пояснює здатність багатоосновних кислот утворювати кислі солі. Ступінчасто дисоціюють також багатокислотні основи, що призводить до утворення основних солей. Наприклад:

Fe(OH)3 «Fe(OH)2+ + OH- ;

Fe(OH)2+ «Fe(OH)2+ + OH- ;

Fe(OH)2+ «Fe3+ + OH-.

В розчинах електролітів загальне число частинок розчиненої речовини (молекул, іонів) більше, ніж у розчинах неелектролітів тієї ж концентрації. Тому такі властивості, як осмотичний тиск P осм, зниження тиску пари D P, підвищення температури кипіння D t кип і зниження температури замерзання D t зам, проявляються більшою мірою. Їх можна розрахувати, користуючись рівняннями:

D P = i P o NB ; D t кип = і К еб С m; D t зам= і К кр С m; P осм = і СМRT.

Тут P o - тиск пари чистого розчинника; N в– мольна доля розчиненої речовини; К еб і К кр – ебуліоскопічна і кріоскопічна сталі розчинника; Сm - моляльність розчину; СМ – молярність розчину, і – ізотонічний коефіцієнт, який показує, у скільки разів зросла кількість частинок розчиненої речовини в розчині відносно кількості її молекул.

Розчини сильних електролітів повністю дисоціюють на іони, і для них a має дорівнювати одиниці. Проте для концентрованих розчинів (> 0,1 М) сильних електролітів a <1. Це пов’язано з електростатичною міжіонною взаємодією. Експериментальне значення a сильних електролітів називається позирним ступенем дисоціації і позначається aпоз.

Ступінь дисоціації aпоз та ізотонічний коефіцієнт і зв’язані між собою рівнянням:

або

де n – кількість іонів, на які дисоціює електроліт.

Приклад 2. Визначити позирний ступінь дисоціації LiCl у 0,1 н. розчині, якщо цей розчин ізотонічний з 0,19М розчином цукру С12Н22О11 при 0 °С.

Розв'язок:

1. Р осм розчину цукру -?

М12Н22О11) = 342,3 г/моль;

2. Р осм розчину LiCl -?

Розчини С12Н22О11 і LiCl ізотонічні, тому їх осмотичні тиски дорівнюють один одному. Р осм розчину LiCl = 4,31.105 Па.

3. і розчину LiCl -?

4. a поз -?

=

Відповідь: позирний ступінь дисоціації дорівнює 90 %.

Електроліти у розчині більше або менше дисоційовані, тому реакції між розчинами солей, основ, кислот – це реакції між іонами, тобто іонні реакції. В рівняннях іонних реакцій сильні електроліти записуються в іонній формі, слабкі – в молекулярній (слабкі електроліти записують в іонній формі тільки в реакціях дисоціації). Речовини важкорозчинні та гази записують у вигляді молекул.

Реакції в електролітах йдуть до кінця лише в тих випадках, коли з розчину виходять ті чи інші іони внаслідок утворення важкорозчинних (СаСО3, ВаSO4), малодисоційованих (Н2О, СН3СООН), газів (СО2, Н2S), або комплексних сполук ([Fe(CN)6]3-). Наприклад:

Na2SO4 + BaCl2 ® 2NaCl + BaSO4Ї;

2Na+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- ® 2Na+ + 2Cl- + BaSO4Ї;

Ba2+ + SO42- ® BaSO4Ї;

Na2CO3 + 2HCl ® 2NaCl + CO2­ + H2O;

2Na+ +CO32- + 2H+ + 2Cl- ® 2Na+ + 2Cl- + CO2­+ H2O;

CO32- + 2H+ ® CO2­ + H2O;

CuSO4 + 4NH3 ® [Cu(NH3)4]SO4;

Cu2+ +SO42- + 4NH3 ® [Cu(NH3)4]2+ + SO42-;

Cu2++ 4NH3® [Cu(NH3)4]2+.

Вода – слабкий електроліт, який дисоціює з утворенням іонів Н+3О+) і ОН-

Н2О «Н+ + ОН- або 2Н2О «Н3О+ + ОН-.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-10-01; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 932 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Бутерброд по-студенчески - кусок черного хлеба, а на него кусок белого. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2474 - | 2394 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.