Вопрос 14. Электролиты. Типы сильных электролитов. Типы слабых электролитов. Константа и степень диссоциации слабых электролитов. Произведение растворимости.
Электроли́т — вещество, которое проводит электрический ток вследствие диссоциации на ионы, что происходит в растворах и расплавах, или движения ионов в кристаллических решётках твёрдых электролитов.
Все растворимые соли ( в том числе соли органических кислот) являются сильными электролитам. Кроме того, электролитами являются растворы кислот и щелочей (растворимых оснований), при этом сила кислот и оснований зависит от степени диссоциации:
Сильные электролиты - это такие электролиты, которые в водных растворах (даже
концентрированных) практически полностью диссоциируют на ионы. Степень диссоциации
.стремится к единице (100%)
Сильные электролиты диссоциируют практически необратимо, поэтому в их водных растворах не содержится исходных молекул или негидратированных ионов, в уравнении диссоциации используют символ "→"
Слабые электролиты - не полностью диссоциируют на ионы в водных растворах. Их степень диссоциации значительно меньше единицы, а в большинстве случаев стремится к нулю
Диссоциация слабых электролитов обратима, то есть одновременно с ней протекает и противоположный процесс – ассоциация.
В растворах слабых электролитов преобладают не ионы, а недиссоциированные молекулы. Именно этим, например, объясняется, что растворы уксусной кислоты сохраняют запах даже при сильном разбавлении водой (обонятельные рецепторы реагируют на молекулы веществ, а не на ионы).
Константа этого равновесия (константа диссоциации) связана с концентра¬циями соответствующих частиц соотношением:
Константа диссоциации зависит от природы электролита и растворителя и от температуры (увеличивается с ростом температуры), но не зависит от концентраций ионов и молекул.
Степенью диссоциации (a) электролита называется доля его мо-лекул, подвергшихся диссоциации, т. е. отношение числа молекул, распавшихся в данном растворе на ионы, к общему числу молекул электролита в растворе. Степень диссоциации увеличивается с
ростом температуры и уменьшается с увеличением концентрации электролита в растворе.
Константа и степень диссоциации связаны соотношением (закон разбавления В. Оствальда):
где с – молярная концентрация электролита, моль/л.
Если степень диссоциации значительно меньше единицы, то при приближенных
вычислениях можно принять, что 1 – a » 1. Тогда выражение закона разбавления упрощается: Кдиссоц. = a2´ с, откуда
Последнее соотношение показывает, что при разбавлении раствора (т. е. при уменьшении концентрации электролита с) степень диссоциации электролита возрастает.
Произведение растворимости (ПР, Ksp) — произведение концентраций ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе при постоянных температуре и давлении. Произведение растворимости — величина постоянная.
Вопрос 15. Вода как слабый электролит. Ионное произведение воды. Водородный показатель среды рН.
Вода – не просто слабый, а очень слабый электролит. Концентрации ионов Н+ и ОН– в воде равны 10–7 моль/л. Вода не проявляет явно выраженных кислотных или основных свойств.
Ионное произведение воды (KW) — произведение концентраций ионов водорода Н+ и гидроксид-ионов OH− в воде или в водных растворах, константа автопротолиза воды. При 20
- 25 °C константа диссоциации воды равна 1,8⋅10 -16моль/л (pKd=15,74).
Водородный показатель – рН – это мера активности (в случае разбавленных растворов отражает концентрацию) ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на литр.
pН = – lg[H+]
Это понятие было введено в 1909 году датским химиком Сёренсеном. Показатель называется pH, по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni – сила водорода, или pondus hydrogenii – вес водорода.
Несколько меньшее распространение получила обратная pH величина – показатель основности раствора, pOH, равная отрицательному десятичному логарифму концентрации в растворе ионов OH:
рОН = – lg[OH–]
В чистой воде при 25°C концентрации ионов водорода ([H+]) и гидроксид-ионов ([OH-]) одинаковы и составляют 10 -7моль/л, это напрямую следует из константы автопротолиза воды Кw , которую иначе называют ионным произведением воды:
Кw = [H+] • [OH–] =10 -14 [моль2/л2] (при 25°C) рН + рОН = 14