4.1 Степень диссоциации

Все электролиты по способности распадаться на ионы делятся на сильные и слабые. Процесс диссоциации – обратимый процесс, поэтому в растворах электролит одновременно присутствует в ионной и молекулярной формах. Количественной оценкой способности электролитов распадаться на ионы является степень диссоциации - _дис. Степень диссоциации показывает, какая часть электролита в растворе продиссоциировала и рассчитывается как отношение: _дис = С_{м дис} (100%) ,

С_м

где С_{м р-р}– концентрация электролита в растворе (моль/л), С_{м дис} – часть концентрации электролита в растворе, которая продиссоциировала. Из выражения для расчета _дис очевидны неравенства:

С_{м дис.}  С_{м р-р} и 0  _дис  1.

Если _дис = 0, то С_{м дис} = 0, растворенное вещество в растворе находится в молекулярной форме и является неэлектролитом. Если _дис = 1, то С_{м дис} = С_м растворенное вещество на 100 % существует в растворе в ионной форме. Степень диссоциации (_дис) зависит от природы электролита, концентрации и температуры раствора. По степени диссоциации все электролиты условно делятся на сильные и слабые. Деление проведено по значениям _дис для 0,1 N растворов электролитов при Т= 25 ^оС или 20 ^оС.

Сильные электролиты – вещества, которые в 0,1 N растворе хорошо проводят электрический ток и диссоциируют больше чем на 30 %. К сильным электролитам относятся сильные кислоты и основания и хорошо растворимые соли.

Сильные кислоты Сильные основания Примеры растворимых солей

HCI, HBr, HI, HCIO₄, LiOH, NaOH, KOH, RbOH, соли щелочных металлов,

HMnO_4, H₂SO₄, H₂SeO₄, CsOH, FrOH, Sr(OH)₂, соли азотной кислоты,

HNO₃ Ba(OH)₂ , Ca(OH)₂ (усл) . соли NH₄⁺.

К слабым электролитам относятся кислоты и основания, которые в 0,1 N растворе плохо проводят электрический ток и диссоциируют менее чем на 3-5%. К слабым электролитам относят также труднорастворимые соли, для которых низкая электропроводность раствора связана с малой концентрацией ионов соли в растворе (хотя _дис солей близка к 1).

Электролиты средней силы характеризуются степенью диссоциации от 5% - 30%.

Для сильных электролитов различают истинное значение степени диссоциации _дис и кажущееся или измеренное значение _каж. . Для бесконечно разбавленных растворов электролитов (когда С_м  0) _{каж -→}_дис. → 1 (100%). В остальных случаях _дис. > _каж. Наблюдаемое отличие _каж от _ист для сильных электролитов связано с межионным взаимодействием электролита в растворе, которое уменьшает активную концентрацию ионов.

Концентрация ионов в растворе с известной молярной концентрации электролита рассчитывается по формуле: С_M (ион) = n _дис С_M ,

где n – число катионов или анионов, на которые распадается электролит. Например, в растворе соли AI₂(SO₄)₂ с молярной концентрацией С_M и степенью диссоциации соли _дис концентрацию ионов соли в этом растворе можно рассчитать, используя уравнение диссоциации соли:

Концентрация нач. состояния С_{M 0 0}

AI₂(SO₄)₂  2AI⁺³ + 3SO₄^2-

Концентрация рав. состояния С_M - _дис С_M 2_дис С_M 3 _дис С_{M .}

молекулярная форма ионная форма