
- •кафедра физической химии СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
- •Основные понятия и определения
- •Основные понятия и определения
- •Основные понятия и определения
- •Способы выражения концентрации
- •Способы выражения концентрации
- •Способы выражения концентрации
- •ЗАДАЧИ НА ПЕРЕСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИЙ, ПРИГОТОВЛЕНИЕ И РАЗБАВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ
- •Задача 1
- •Основные формулы:
- •Основные
- •Основные
- •Задача 2
- •Основные
- •Задача 3
- •Основные
- •Задача 4
- •Основные
- •Задача 5
- •Основные
- •Степень диссоциации
- •Константа диссоциации
- •Константа диссоциации
- •Закон разбавления Оствальда
- •Диссоциация воды.
- •Водородный показатель
- •ЗАДАЧИ СТЕПЕНЬ ДИССОЦИАЦИИ.
- •Задача 6
- •Основные формулы:
- •Задача 7
- •Основные формулы:
- •Задача 8
- •Основные формулы:
- •Задача 9
- •Основные формулы:
- •Литература

Степень диссоциации
Степень диссоциации α – отношение числа молекул электролита, распавшихся в данном растворе на ионы, к общему числу его молекул в растворе.
Выражается в долях единицы, либо в процентах.
Для 0.1 М раствора HCN α=10–4 (или 0.01%); для 0.1 М раствора NH4OH
α=0.013 (или 1.3%)
Для сильных электролитов используется понятие кажущейся степени диссоциации: 0.1 М раствора HCl α=0.92 (или 92%); для 0.1 М раствора
αили
!Степень диссоциации зависит от концентрации раствора, температуры, природы растворенного вещества и
растворителя. Слабые Электролиты СильныеKOH =0.89 ( 89%)
электролиты |
средней силы |
электролиты |
Степень диссоциации 0.1 М раствора при постоянной |
||
α < 3 % |
температуре |
α > 30 % |
3 % < α < 30 % |
21

Константа диссоциации
Константа диссоциации – константа, характеризующая
равновесие при обратимой диссоциации электролита. |
||||||||||||
|
|
KatmAnn mKatn+ + nAnm− |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Д |
[Katn+]m ∙[Anm−]n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
[KatmAnn] |
NH4OH NH4 +OH |
||||||
|
HCN H +CN |
|
||||||||||
|
Д |
+ |
− |
|
Д |
NH4 |
+ |
|
|
− |
||
|
H |
∙ CN |
|
∙ OH |
|
|||||||
|
= |
+ |
HCN |
− |
|
= |
+ |
|
− |
|||
|
|
|
|
NH4OH |
|
|
||||||
|
H2CO3 |
2H +CO3 |
|
Fe(OH)2 Fe +2OH |
||||||||
|
Д |
H |
|
+ |
2− |
|
Д |
Fe |
2+ |
|
|
− |
|
|
∙CO3 |
|
∙OH |
|
|
||||||
|
= |
+ 2 |
|
2− |
|
|
2+ |
|
− 2 |
|
||
Здесь в |
H2CO3 |
|
|
|
Fe(OH)2 |
|
|
22 |
||||
|
числителе дроби стоят концентрации ионов=– продуктов |
диссоциации, а в знаменателе – концентрация недиссоциированных

Константа диссоциации
Многоосновные слабые кислоты и многокислотные слабые основания диссоциируют ступенчато. Каждой ступени
диссоциации соответствует константа диссоциации. |
|
||||||||||||||||||||||
H CO H +HCO |
|
Fe(OH) |
FeOH +OH |
|
|||||||||||||||||||
! |
3 |
|
Диссоциация по первой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
2 |
|
|
+ |
|
|
|
|
3 |
ступени: |
2 |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
− |
|
|||
1 = |
H |
|
|
|
|
|
− |
1 = |
|
FeOH |
|
|
|
|
|
||||||||
|
2∙ HCO3 3 |
|
|
|
|
∙ OH |
|
|
|
||||||||||||||
Д |
|
|
+ |
|
|
|
|
− |
|
Д |
|
|
|
+ |
|
|
− |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
H CO |
|
|
|
|
|
|
|
|
Fe(OH) |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FeOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
HCO H +CO |
|
|
|
Fe |
+OH |
|
|
||||||||||||||||
|
− |
|
Диссоциация по второй |
|
|
2+ |
2 |
|
− |
|
|
||||||||||||
|
|
|
+ |
|
|
|
2− |
ступени: |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
Fe |
|
∙ OH |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Д |
|
|
H |
|
∙ CO |
|
|
|
Д |
|
|
2+ |
|
|
− |
|
|
|
|||||
2 |
= |
|
|
|
− |
|
|
|
|
2 = |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
||||
|
|
HCO3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
FeOH |
|
|
|||||||||||||
Д Д Д |
|
|
H |
∙ CO3 |
|
|
|
|
|
Д |
Д |
Д |
|
|
Fe |
|
∙ OH |
||||||
= 1 ∙ 2 = |
|
+ 2 |
|
|
2− |
|
|
|
|
|
= 1 ∙ 2 = |
|
2+ |
|
|
|
− 2 |
||||||
|
H2CO3 |
|
|
|
|
|
|
|
Fe(OH)2 |
|
23

Закон разбавления Оствальда
Связь константы диссоциации и степени диссоциации
Если обозначить концентрацию электролита, распадающегося на два иона, через C, а степень его диссоциации в данном растворе через α, то концентрация
каждого из ионов будет C∙α, а концентрация |
|||||
недиссоциированных молекул – C∙(1–α). Тогда уравнение |
|||||
Д |
|
C∙α |
или Д |
α ∙C |
|
= |
2 |
= |
2 |
||
константы диссоциации принимает вид: |
1− α |
||||
Для растворов |
|
C∙(1− α) |
2 |
||
α1 |
, |
|
Д |
|
|
|
в которых диссоциация электролита |
||||
очень мала ( |
|
): |
α ∙C |
|
|
|
|
|
|
24

Диссоциация воды. |
||||||
Ионное произведение воды |
||||||
+ − |
|
|
Д |
H ∙OH |
|
|
H2O H +OH |
= 1.8∙10 |
= |
+ |
− |
/ |
|
|
|
|||||
При температуре 25 °С |
Д |
−16моль л |
||||
|
|
|
H2O |
|
|
Концентрация недиссоциированных молекул H2O в воде практически равна общей концентрации воды:
молярная масса воды – 18 г/моль, масса 1 л воды – 1000 г |
|
|||||||||||
|
H2O = = 18 |
1000 |
|
|
= 55.56 |
|
/ |
|
||||
|
моль ∙1л |
|
|
|||||||||
(принимаем плотность равной 1г/см3) |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
М |
|
г |
г |
|
|
|
моль л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
H ∙ OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 10 = |
|||
= H2O ∙ = 55.56∙1.8∙10 |
|
|||||||||||
+ |
− |
|
Д |
|
|
|
|
−16 |
−14 |
H2O |
||
Ионное произведение воды: |
|
= 10 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
= H ∙ OH |
|
|
|
|||||
|
|
H2O |
|
+ |
|
− |
−14 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25

pH и pOH
H+ ∙ OH− = 10−14 lg H+ + lg OH− = lg10−14 = −14
−lg H+ − lg OH− = 14
pH |
pOH |
|
|
|
+ |
|
|
pH= −lg H |
|
|
|
pOH= −lg OH− |
|
||
pH+ pOH= 14 |
|
||
|
Растворы |
|
|
кислые |
нейтральные |
щелочные |
|
[H+]>[OH–] |
[H+]=[OH–] |
[H+]<[OH–] |
|
pH<7 |
pH=7 |
pH>7 |
|
pOH>7 |
pOH=7 |
pOH<7 |
26 |
|

Водородный показатель
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
; |
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ь |
|
ь |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
ц |
|
к |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
р |
|
я |
|
о |
н |
|
о |
|
|
в |
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
с |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
а |
|
с |
|
е |
|
|
с |
|
я |
|
|
|
й |
|
|
|
е |
е |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
в |
н |
|
й |
с |
|
|
й |
|
|
а |
|
д |
|
|
|
|
|
|
т |
в |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
т |
ь |
|
ы |
с |
|
|
|
|
|
н |
|
о |
|
|
|
|
ы |
|
|
|
а |
з |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
с |
л |
|
|
|
э |
|
|
|
ы |
о |
|
ь |
|
в |
|
|
|
|
|
|
в |
и |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
а |
а |
|
|
н |
я |
|
|
|
н |
л |
я |
|
|
|
|
н |
|
|
|
и |
я |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
р |
|
|
|
|
|
н |
|
|
т |
в |
|
а |
|
|
|
|
ь |
|
|
л |
|
|
|
|
р |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
м о |
|
а |
|
а |
|
и |
|
р |
|
а |
|
|
|
|
|
л |
|
|
е |
|
а |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
% |
р |
м |
|
н |
м |
|
|
п |
|
е |
|
к |
|
|
|
|
а |
|
б |
|
н |
|
|
|
|
о |
|||||||||||||||||
|
е |
|
с |
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
к |
|
|
р |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
5 |
|
|
|
|
и |
|
у |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
р о |
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
в |
||||||||||||
. |
|
т |
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
р |
|
и |
|
о |
|
о |
|
|
т |
|||||||||||||||||||||||
3 |
|
|
л |
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
о |
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
н |
|
|
и |
|
о |
|
т |
|
|
ш |
|
л |
|
|
|
|
с |
|
|||||||||||||
|
е |
а |
|
|
к |
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
м |
|
м |
|
|
с |
|
|
|
о |
|
х |
|
|
|
|
|
а |
|
H |
||||||||||
г |
|
у |
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
( |
|
|
|
|
|
р |
|
|
||||||||||||||
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|||||
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
й |
|
|
й |
|
|
|
; |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
к |
|
й |
|
|
|
|
р |
|||||||||
|
|
|
|
ы |
|
|
|
ы a |
|
|
е |
|
|
|
|
2 |
; |
|
|
|
|
у |
ы |
|
|
|
|
о |
|
|||||||||
|
|
|
|
к |
|
ф |
|
ь |
и |
|
|
|
|
|
р |
т |
в |
|
H |
|||||||||||||||||||
|
|
|
н |
|
н l |
о |
|
|
С |
|
|
я |
н |
|
т |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
о |
|
|
o |
|
|
|
н |
р |
|
|
|
р |
|
р |
|
|
O |
||||||||||||||||
|
|
ч с |
|
ч c |
к у |
|
п |
|
° |
|
|
|
л |
|
и |
|
|
с |
|
|
||||||||||||||||||
|
о |
|
|
|
о - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ь |
|
|
|
|
|
|
а |
|
a |
|||||||||||||
д |
|
|
|
л |
a |
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ы п |
|
|
|
N |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
д |
|
|
|
|
р |
|
||||||||||||||||||||
у |
|
|
|
|
б |
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
т с |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
м |
|
д |
|
|
|
|
о |
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
л |
|
|
|
|
я |
|
|
o |
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
а |
о |
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
||||||||||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
; |
|
ш |
|
в |
|
|
|
|
кы |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ж |
|
|
|
|
|
к |
|
я |
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
H > OH |
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H = OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
+ − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H+ < OH−
27
ЗАДАЧИ СТЕПЕНЬ ДИССОЦИАЦИИ.
КОНСТАНТА ДИССОЦИАЦИИ. pH РАСТВОРА
28

Задача 6
Определить степень диссоциации и концентрацию ионов водорода в 0.1 М растворе уксусной кислоты CH3COOH (KД=2·10–5)?
Дано:
СМ = 0.1 М KД=2·10–5
Найти: α, [H+]
– ?
29

Основные формулы:
HAn H++An−Д= H+HAn∙An− KatOH Kat++OH−Д= KatKatOH+ ∙OH−
Д=1α2−∙CαД α2∙C
pH=−lgH+ pOH=−lgOH− pH+pOH=14
Задача 6. Решение
Дано: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: |
|||||
KД=2·10 |
|
М |
CH3COOH H +CH3COO |
|
||||||||||
С |
М |
= 0.1 |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
− |
|
||
|
|
–5 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||||
|
|
|
|
+ |
|
|
|
H ∙ CH3COO |
|
|||||
Найти: α, [H ] |
= |
+ |
|
− |
|
|||||||||
|
|
CH3COOH |
|
α ∙ M |
||||||||||
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– ? |
|
|
|
|
|
|
|
2∙10 |
|
|
|
|||
|
|
|
α= |
|
Д |
= |
|
−5 |
=0.014 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
H+ = α∙ M = 0.014∙0.1= 1.4∙10−3 моль/л
?Рассчитайте pH этого раствора?
30