Константа та ступінь дисоціації слабкого електроліту - студопедія
для студентів усіх спеціальностей
Константа та ступінь дисоціації слабкого електроліту
Кравновесію, яке встановлюється в розчині слабкого електроліту
між іонами і молекулами можна застосувати закони хімічного
рівноваги і записати вираз константи рівноваги. Наприклад, для
дисоціації типового слабкого електроліту - оцтової кислоти
константа рівноваги КС. виражена через молярні концентрації реагентів (), має вигляд:
Константа рівноваги дисоціації слабкого електроліту називається
константою дисоціації (К). Величина До залежить від природи електроліту і
розчинника, а також від температури. термодинамічна константа
дисоціації, виражена через активність іонів і молекул, не залежить від
концентрації. Обчислена практична константа дисоціації (К) може
змінюватися зі зміною концентрації. Тому для порівняння значення практичної константи дисоціації
з довідковим при заданій температурі, розраховані для різних
концентрацій, усереднюються.
Константа дисоціації характеризує здатність даного електроліту
розпадатися на іони в розчині. Чим більше К, тим повніше дисоціює
електроліт в розчині.
Отримаємо в найбільш загальному вигляді вираз для константи дисоціації
слабкого електроліту () через його початкову концентрацію (С) і
ступінь дисоціації (# 945;), виходячи з такої схеми дисоціації,
відповідної сумарному рівноваги:
Константа дисоціації цього сумарного процесу дорівнює:
де - рівноважні активності компонентів. Висловимо їх через відповідні коефіцієнти активності ():
Для розбавлених розчинів. . тоді. де - рівноважні концентрації компонентів. В цьому випадку для початкової молярної концентрації електроліту Див (моль / л) рівноважні концентрації компонентів з урахуванням ступеня дисоціації дорівнюватимуть:
З урахуванням вищевикладеного з (3) отримаємо:
Це рівняння для константи дисоціації висловлює закон розведення Оствальда.
Слабкі електроліти, для яких # 957;> 2, в меншій мірі відповідають
умові (4) внаслідок зростання сил іонного взаємодії, крім того,
в цих випадках процес дисоціації може протікати в кілька стадій,
кожна з яких має своє значення До.
Наприклад, вугільна кислота дисоціює на два ступені:
Константа дисоціації (рівноваги)
Сумарному рівноваги відповідає константа -
дисоціації:
При цьому виконується співвідношення і, як правило,.
З (5) константа дисоціації для цього типу електролітів розраховується за рівнянням:
Розрахунок константи дисоціації електролітів, для яких # 957;> 3, з
кондуктометричних вимірювань, з причин, викладених вище, призведе
до значних помилок, тому проводити його в цьому випадку, на наш погляд,
недоцільно.
Вирішуючи рівняння (6) щодо # 945 ;, отримаємо:
Рівняння (7) дозволяє розраховувати ступінь дисоціації (# 945;) по
відомим значенням константи дисоціації слабкого електроліту для
різних концентрацій. Для малих значень # 945 ;, коли. рівняння (6) набуває вигляду
Тобто ступінь дисоціації зменшується при зростанні концентрації
розчину слабкого електроліту. Пояснюється це тим, що розбавлення розчину
не перешкоджає прямому процесу в рівновазі (розпаду молекул), але
ускладнює зворотний процес утворення молекул з іонів при їх
зіткненні. Значення констант дисоціації електролітів наводяться в
довідниках. Наприклад, для оцтової кислоти при 298 К.
Для процесу дисоціації води
Концентрація води () у водних розчинах залишається майже незмінною, так як вода дисоціює на іони дуже слабо.
Величину КW називають іонним твором води. У чистій воді при 25 C моль / л, тому.
При збільшенні температури помітно зростає і при 100 С досягає.
Температурна залежність константи дисоціації виражається рівнянням ізобари реакції:
Ці рівняння виражають залежність константи рівноваги реакції від температури і в диференціальному вигляді мають вигляд:
Якщо тепловий ефект реакції позитивний. то.
Це означає, що із зростанням температури константа рівноваги
ендотермічної реакції завжди збільшується, отже, збільшується # 945; - ступінь дисоціації електролітів. Якщо. то. В цьому
випадку з ростом температури константа дисоціації зменшується,
отже, зменшується і # 945 ;.