17. Растворимость газов в жидкостях и её зависимость от различных факторов. Законы Генри и Дальтона. Влияние электролитов на растворимость газов. Закон Сеченова.
Растворимость выражается концентрацией растворённого вещества в его насыщенном растворе либо в процентах, либо в весовых или объёмных единицах, отнесённых к 100 г или 100 см³ (мл) растворителя (г/100 г или см³/100 см³). Растворимость газов в жидкости зависит от температуры и давления.
Зависимость растворимости газов от давления выражается законом Генри – Дальтона, который гласит, что растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна его давлению над жидкостью. С = kP, Здесь С – концентрация раствора газа в жидкости, k – коэффициент пропорциональности, зависящий от природы газа. Закон Генри – Дальтона справедлив только для разбавленных растворов при малых давлениях, когда газы можно считать идеальными. Газы, способные к специфическому взаимодействию с растворителем, данному закону не подчиняются.
Растворимость газов в жидкостях существенно зависит от температуры; количественно данная зависимость определяется уравнением Клапейрона – Клаузиуса (здесь X – мольная доля газа в растворе, λ – тепловой эффект растворения 1 моля газа в его насыщенном растворе):
Как
правило, при растворении газа в жидкости
выделяется теплота (λ < 0), поэтому с
повышением температуры растворимость
уменьшается. Растворимость газов в
жидкости также сильно зависит от
концентрации других растворенных
веществ.
Закон Сеченова - растворимость газов в жидкостях в присутствии электролитов понижается; происходит высаливание газов.
Рi = Робщ ×(Xi)
где pi – парциальное давление компонента Хi;
Робщ – общее давление газовой смеси;
х(Хi) – молярная доля i-ого компонента.
18. Протолитические реакции. Ионизация слабых кислот и оснований. Константа кислотности и основности. Связь между константой кислотности и константой основности в сопряженной протолитической паре.
К протолитическим реакциям относят химические процессы, суть которых заключается в переносе протона от одних реагирующих веществ к другим.
В основе этой классификации лежит протолитическая теория кислот и оснований, в соответствии с которой кислотой считают любое вещество, отдающее протон, а основанием - вещество, способное присоединять протон, например:
CH3COOH |
+ H2O = |
CH3COO- + |
H3O+ |
кислотаI |
основаниеI |
основаниеI |
кислотаII |
NH3 + |
H2O = |
NH4+ + |
OH- |
основаниеI |
кислотаII |
кислотаII |
основаниеII |
К протолитическим реакциям относят реакции нейтрализации и гидролиза.
Иониза́ция — эндотермический процесс образования ионов из нейтральных атомов или молекул.
Положительно заряженный ион образуется, если электрон в атоме или молекуле получает достаточную энергию для преодоления потенциального барьера, равную ионизационному потенциалу. Отрицательно заряженный ион, наоборот, образуется при захвате дополнительного электрона атомом с высвобождением энергии.
Ионизация
в электролитах.
В
процессе растворения атомы электролитов
распадаются на катионы и анионы. Фарадей,
полагаясь на данные, полученные из
экспериментов с электролизом,
вывел формулу о пропорциональности
массы m к заряду Δq, который прошёл через
электролит, или о пропорциональности
массы m к силе тока I и времени Δt: 
.
Степень ионизации слабых кислот и слабых оснований определяется: 1) значениями рН среды; 2) константой ионизации (Ка) веществ. Слабые кислоты в большей степени ионизированы в щелочной среде, а слабые основания — в кислой. Константа ионизации характеризует способность вещества к ионизации при определенном значении рН среды.
Константа диссоциации кислоты (Ka) — константа равновесия реакции диссоциации кислоты на ион водорода и анион кислотного остатка. Для многоосновных кислот, диссоциация которых проходит в несколько стадий, оперируют отдельными константами для разных стадий диссоциации, обозначая их как Ka1, Ka2 и т. д. Чаще вместо самой константы диссоциации K используют величину pK, которая определяется как отрицательный десятичный логарифм самой константы:
.
Константа основности – константа диссоциации основания: рКв = 14 - рКа