Билет 18) Особенности растворов сильных электролитов. Кажущаяся степень диссоциации. Активность ионов. Коэффициент активности.

В водных растворах сильные электролиты обычно полностью диссоциированы.

Поэтому число ионов в них больше, чем в растворах слабых электролитов той же концентрации. И если в растворах слабых электролитов концентрация ионов мала и взаимодействие ионов незначительно, то в не очень разбавленных растворах сильных электролитов среднее расстояние между ионами вследствие значительной концентрации сравнительно мало. В таких растворах ионы не совсем свободны, движение и стеснено взаимным притяжением друг к другу. Благодаря этому каждый ион как бы окружен слоем противоположно заряженных ионов, получившим название «ионной атмосферы».

Если приложить к раствору постоянное электрическое поле, то разноимённо заряженные ионы будут перемещаться в противоположных направлениях. Поэтому, чем больше концентрация раствора, тем сильнее проявляется тормозящее действие ионной атмосферы на электрическую проводимость раствора.

Значение степени диссоциации хлорида калия, вычисленные при 18 градусах Цельсия, по электрической проводимости его растворов показывают, что с ростом концентрации степень диссоциации падает.

Однако падение степени диссоциации объясняется не образованием молекул, а увеличением тормозящего действия ионной атмосферы. Поэтому значение степени диссоциации сильных электролитов называется кажущейся степенью диссоциации. Аналогично силы межионного притяжения и отталкивания действуют и на величину осмотического давления.

Активность -величина характеризующая состояние ионов в растворе; это та эффективная, условная концентрация иона, соответственно которой он действует при химическаой реакции.

Активность иона а равна концентрации С умноженной на коэффициент активности f: a=fC.

Коэффициенты активности различных ионов различны, и они меняются при изменении условий, в частности концентрации раствора. В концентрированных растворах коэффициент активности обычно меньше единицы, а с рабавлением он приближается к единице. Если коэффициент активности близок к единице, то это свидетельствует о слабом межионном взаимодействии.

PS В разбавленных растворах природа ионов мало влияет на значение их коэффициентов активности, приближенно можно считать, что коэффициент активности зависит только от его заряда и от ионной силы раствора.

Ионная сила раствора I это полусумма произведений концентраций всех, находящихся в растворе ионов на квадрат их заряда.

Билет 19) Ионообменные реакции. Направление протекания реакции.

Ионообменные реакции - это реакции между ионами, образовавшимися в результате диссоциации электролитов. Условия необратимости реакций ионного обмена:

1. Если образуется осадок (↓)

Pb(NO₃)₂ + 2KI → PbI₂↓ + 2KNO₃;

2. Если выделяется газ (↑)

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

3. Если образуется малодиссоциированное вещество (H2O)

Ca(OH)₂ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + 2H₂O

4. Если образуются комплексные соединения (малодиссоциированные комплексные ионы) CuSO₄ • 5H₂O + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄]SO₄ + 5H₂O

Ионнообменные реакции идут в сторону уменьшения числа ионов в растворе.

Билет 20) Ионизация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН). рН-индикаторы. Механизмы действия рН-индикаторов.

Чистая вода очень плохо проводит электрический ток, но всё же обладает измеримой электрической проводностью, которая обьясняется небольшой диссоциацией воды на ионы водорода и гидроксид-ионы:

По величине электрической проводимости чистой воды можно вычислить концентрацию ионов водорода и гидроксид-ионов в воде. При 25 градусах по Цельсию она равна

Напишем выражение для константы диссоциации воды:

[H][OH] -ионное произведение воды.

\\\\10 в минус 14ой степени\\\

Растворы, в которых концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов одинаковые, называются нейтральными.

При 25 градусах по Цельсию концентрация ионов водорода и гидроксид-ионов равна (10 в минус седьмой моль/л)

Степень кислотности/щелочности раствора можно охарактеризовать концентрацией ионов водорода:

[H]=10 в минус седьмой.

pH=-lg[H]=7

pH+pOH=14

Приближённую реакцию раствора можно определить с помощью специальных реактивов, называемых индикаторами, окраска которых меняется в зависимости от концентрации ионов водорода. Наиболее распространённые: метил-оранж, фенолфталеин.