1.3 Оствальдтың сұйылту заңы
Диссоциациялану тұрақтысы Кд мен диссоциациялану дәрежесі α арасында келесі байланыс бар:
(3.3)
Өте
әлсіз
электролиттер
үшін
α<<1, сондықтан
келесі теңдеу жиірек
қолданылады:
(3.4)
Оствальдтың сұйылту заңы: ерітінді сұйылтылған сайын әлсіз электролиттің диссоциациялану дәрежесі артады.
Типтік есеп№ 1
H2CO3, Ba(OH)2 бейорганикалық қосылыстардың қай класына жатады? Бұл заттардың электролиттік диссоциациялану теңдеулерін жазып, Кд мағынасы бар электролит үшін электролиттік диссоциациялану тұрақтысының математическое өрнектелуін келтіріңіз.
Шығарылуы
а) H2CO3 – көмір қышқылы, қышқылдық гидроксид, әлсіз қышқыл, әлсіз электролит. Екі негізді қышқыл H2CO3 екі сатыда диссоциацияланады. Электролиттік диссоциациялану теңдеулерін жазамыз:
I
саты:
H2CO3
H+
+
HCO
;
II саты:
HCO
H+
+ CO
[H+] × [HCO ] [H+]×[CO ]
Kд’ = ¾¾¾¾ , Kд’’ = ¾¾¾¾ ,
[H2СO3] [HCO3-]
мұнда [H+], [HCO ], [CO ] – электролиттік диссоциациялану кезінде түзілген иондардың тепе-теңдік молярлы концентрациялары;
[H2CO3] – диссоциацияланбаған молекулалардың тепе-теңдік молярлы концентрациясы.
б) Ba(OH)2 – барий гидроксиді, негіздік гидроксид, күшті негіз, күшті электролит. Екі қышқылды негіз болғандықтан, Ва(ОН)2 екі сатыда диссоциацияланады:
I саты: Ba(OH)2 → BaOH+ + OH- ;
II саты: BaOH+ → Ba2+ + OH-.
Күшті электролиттер үшін Кд-ның мағынасы болмайды.
2 Бейорганикалық қосылыстардың әртүрлі кластарының электролиттік диссоциациялануы
Электролиттік диссоциациялануы кезінде түзілетін иондардың сипаты бұл электролит қандай класқа жататынына байланысты. Кейбір электролиттер сулы ерітінділерде сатылы электролиттік диссоциациялануға ұшыраса, басқаларыныкі тек бір сатыда өтеді.
Негіздердің сулы ерітіндіде диссоциациялануы гидроксид-анионының (ОН-) бөлінуімен өтеді. Электролиттік диссоциациялану сатыларының саны гидроксид-иондарының санымен анықталады.
3 кесте – Қосылыстардың электролиттік диссоциациялануы
Сатылы электролиттік диссоциация |
Бір сатылы электролиттік диссоциация |
1. Көп негізді қышқылдар: H2SO4, H3PO4, H2CO3 ... 2. Көп қышқылды негіздер: Ca(OH)2, Ba(OH)2 ... 3. Барлық амфотерлі гидроксидтер: Zn(OH)2, AI(OH)3, Sn(OH)2 … , KHS, Na2HPO4, NaH2PO4, NaHSO3, … 5. Негіздік тұздар: MgOHCl, AlOHCl2, CuOHNO3, FeOHSO4, (CuOH)2SO4 ... 6. Kомплексті қосылыстар: [Cu(NH3)4]SO4, K3[Al(OH)6] ... |
1. Бір негізді қышқылдар: HCI, HNO3, HCN, CH3COOH … 2. Бір қышқылды негіздер: KOH, NaOH, NH4OH … 3. Орта тұздар: Al2(SO4)3, FeCl3, Cu(NO3)2 … 4. Қос тұздар – екі әр түрлі катион мен қышқыл қалдығынан тұратын қосылыстар: NH4Al(SO4)2, K2CuCl4 ...
|
NH4OH <=> NH4+ + OH- ; I саты: Сa(OH)2 ® СaOH+ + OH- ;
II саты: СaOH+ ® Сa2+ + OH-.
Қышқылдар сулы ерітіндіде сутек иондарының бөлінуімен диссоциацияланады (қышқылдық иондар Н+). Көп негізді қышқылдар сатылы диссоциацияланады.
Азот қышқылы : HNO3 ® H+ + NO3-;
Көмір қышқылы: H2CO3 < => H+ + HCO3- (I саты);
гидроанион
HCO3- <=> H+ + CO32- (II саты).
Орта тұздар металл катионы (немесе аммоний катионы) мен қышқыл қалдығының аниондарының түзілуімен бір сатыда диссоциацияланады.
AlCl3 ® Al3+ + 3Cl-; (NH4)2SO4 ® 2NH4+ + SO42-
Қышқылдық тұздар – молекулалар құрамына металл ионы мен қышқыл қалдығымен қатар сутегі иондар кіретін қосылыстар. Қышқылдық тұздар сатылы диссоциацияланады: алдымен молекула металл катионы (немесе NH4+- катионы) мен қышқыл қалдығының гидроанионына ыдырайды, одан кейін қышқыл калдығы гидроанионының диссоциациялануы жүреді.
NaHCO3 ® Na+ + HCO3- I сатысы ;
гидрокарбонат-ион
HCO3- <= > H+ + CO32- II сатысы.
карбонат-ион
Негіздік тұздар – молекулалар құрамына металл ионы мен қышқыл қалдығымен қатар гидроксотоптар кіретін қосылыстар. Негіздік тұздар алдымен қышқыл қалдығы мен металл гидроксокатионына ыдырайды, одан кейін металл гидроксокатионы да ыдырайды:
AlOHCl2 ® AlOH2+ + 2Cl- ; I сатысы
Al гидроксокатионы
AlOH2+ <=> Al3+ + OH- . II сатысы
Қос тұздардың комплексті қосылыстардан айырмашылығы – бұл заттардың ішкі сферасының тұрақтылығы төмен, сондықтан сулы ерітінділерінде олардың иондарға диссоциациялануы орта тұздардыкіндей өтеді.
K2CuCl4 ® 2K+ + Cu2+ + 4Cl-.
Комплексті қосылыстардың диссоциациялануы бірнеше сатыдан тұрады. Ішкі және сыртқы сфераларының арасындағы байланыс берік емес иондық химиялық байланыс болғандықтан, алдымен күшті электролит типі бойынша иондарға толық ыдырауы жүреді, одан кейін ішкі сферасының (комплексті ионның) жарым-жартылай ыдырауы өтеді.
K3[Al(OH)6] ® 3K+ + [Al(OH)6]3- I стадия;
[Al(OH)6]3- <=> Al3+ + 6OH- II – VII – стадиялар,
мұнда Al3+ - комплекстүзуші ион, OH- - лиганд.