7.2. Сильные и слабые электролиты

По способности к диссоциации электролиты разделяются на сильные и слабые. К сильным электролитам принадлежат сильные кислоты, сильные основания и большая часть солей.

Большинство сильных электролитов кристаллизуются в кристаллах с ионной решеткой, и сильными электролитами часто называют только такие вещества.

К слабым электролитам принадлежат в первую очередь слабые кислоты и слабые основания, а также некоторые соли. Сюда относятся большинство органических кислот, фенолы, амины, угольная и синильная кислота, а также такие соли, как хлорная ртуть, цианистая ртуть и др.

Процесс диссоциации слабых электролитов является обратимым. Для электролита В₂А диссоциация представляется уравнением: B₂A  2B⁺ + A^2-.

Как во всяком обратимом процессе, здесь устанавливается равновесие. Количественно его можно характеризовать константой равновесия (константой диссоциации К_д), определяемой для разбавленных растворов того же электролита В₂А соотношением:

, (7.1)

где С_В+, С_А2-, С_м – концентрации соответствующих ионов и диссоциированных молекул электролита. Соотношение (7.1) применимо к слабым электролитам в разбавленных растворах; в более концентрированных растворах или в присутствии других электролитов в значительной концентрации необходимо пользоваться вместо концентрации активностями. В этом случае соотношение (7.1) приобретает вид:

, (7.2)

где а²_В+, а_А2- и а_М – активность ионов и недиссоциированных молекул электролита. Напомним, что активностью (точнее термодинамической активностью) данного компонента называется такая величина, которая связана с другими термодинамическими величинами так же, как в идеальных растворах с ними связана концентрация этого компонента.

Коэффициент активности  равен отношению активности к концентрации.

Константу диссоциации, определяемую через активности по уравнению (7.2), называют термодинамической константой диссоциации. Практически, однако, при отсутствии данных об активности часто приходится и для срав­ни­тельно концентрированных растворов пользоваться соотношением (7.1).

Рассчитанную таким образом К_Д называют иногда условной константой диссоциации, поскольку она может несколько изменяться с концентрацией.

Изменение свободной энергии Гиббса в реакциях диссоциации при их выражении через активности выглядит следующим образом:

. (7.3)

Оно зависит от состава раствора (концентрации данного электролита и других растворенных веществ раствора). Для стандартных условий (a'_В+ = а'_А2- = a'_M =1) тогда

. (7.4)

Для характеристики состояния слабого электролита в растворе наряду с константой диссоциации пользуются также и величиной степени диссоциации , которая определяется отношением:

. (7.5.)

Она зависит от следующих факторов:

• от природы растворителя и растворенного вещества;

• от температуры (с ростом Т растет и  );

• от концентрации раствора (с ростом С  уменьшается);

• от наличия одноименных ионов.

в практике для характеристики силы электролита часто используются величины следующих параметров:

Параметры		Кдисс	рК
слабый электролит	 3%	 10-4	4
средней силы	3-30%	10-2-10-4	2-4
сильный электролит	 30%	10-2	2
рК представляет собой – lgKдисс., т.е. рК= – lg Kдисс.