/ Степен на дисоциация на слаби и силни електролити

Степен на дисоциация на слаби и силни електролити

Терминът "дисоциация" в химията и биохимиятаобозначава процеса на разлагане на химичните съединения в йони и радикали. Дисоциацията е противоположна на асоциацията или рекомбинацията и е обратима. Количественото определяне на дисоциацията се извършва, като се използва такова количество като степента на дисоциация. Той има буквено обозначение α и се характеризира в реакцията на дисоциация, възникваща в хомогенни (хомогенни) системи, съгласно уравнението: KA ↔ K + A, равновесното състояние. KA са частици от изходното вещество, K и A са малки частици, в които по-големи частици на веществото са се разложили в резултат на дисоциация. От което следва, че в системата ще има дисоциирани и недисоциирани частици. Ако приемем, че n молекули се разпадат и N молекули не се разпадат, тогава тези стойности могат да бъдат използвани за количествено определяне на дисоциацията, която се изчислява като процент: α = n • 100 / N или във фракции от единица: α = n / N.

Тоест, степента на дисоциация е съотношениедисоциирани частици (молекули) на хомогенна система (разтвор) до първоначалния брой частици (молекули) в тази система (разтвор). Ако е известно, че α = 5%, тогава това означава, че само 5 молекули от 100-те оригинални молекули са под формата на йони, а останалите 95 молекули не се разпадат. За всяко конкретно вещество, α ще бъде индивидуален, тъй като зависи от химичния характер на молекулата, както и от температурата и от количеството на веществото в хомогенна система (в разтвор), тоест от неговата концентрация. Силните електролити, които включват някои киселини, основи и соли, се разлагат напълно в разтвора в йони, поради тази причина те не са подходящи за изучаване на процеса на дисоциация. Поради това за изследване се използват слаби електролити, молекулите на които не се разделят напълно в разтвора на йони.

За обратна реакция на дисоциация, константатадисоциацията (Cd), характеризираща състоянието на равновесие, се определя по формулата: Cd = [K] [A] / [KA]. Как константата и степента на дисоциация са свързани помежду си, може да се разгледа като се използва слаб електролит като пример. Въз основа на закона за разреждане на Ostwald се изграждат всички логически разсъждения: Kd = c • α2, където c е концентрацията на разтвора (в този случай c = [KA]). Известно е, че 1 мол от веществото се разтваря в обема на разтвор на V dm3. В първоначално състояние концентрацията на молекулите на изходния материал може да бъде изразена: c = [KA] = 1 / V mol / dm3, а йонната концентрация ще бъде: [K] = [A] = 0 / V mol / dm3. При достигане на равновесие техните стойности се променят: [KA] = (1 - α) / V mol / dm3 и [K] = [A] = α / V mol / dm3, тогава Kd = (α / V • α / V) / (1 - α) / V = ​​α2 / (1 - α) • V. Разглежда се случаят с малко дисоцииращи електролити, чиято степен на дисоциация (α) се доближава до нула, а обемът на разтвора може да се изрази чрез известната концентрация: V = 1 / [KA] = 1 / s. Тогава уравнението може да се преобразува: Cd = α2 / (1 - α) • V = α2 / (1 - 0) • (1 / s) = α2 • s и чрез извличане на квадратния корен от фракцията Cd / s можем да изчислим степента на дисоциация α. Този закон е валиден, ако α е много по-малък от 1.

За силни електролити в по-голяма степентерминът видима степен на дисоциация е подходящ. Той се открива като съотношение на видимия брой дисоциирани частици към реалния или от формулата за определяне на изотоничния коефициент (наречен коефициент на Вант-Хоф и показва истинското поведение на веществото в разтвор): α = (i - 1) / (n - 1). Тук i е изотоничният коефициент, а n е броят на образуваните йони. За разтвори, чиито молекули напълно се разпадат в йони, α ≈ 1 и с намаляваща концентрация, α има тенденция все повече към 1. Всичко това се обяснява с теорията за силните електролити, която гласи, че движението на катиони и аниони на разлагащи се молекули на силен електролит е възпрепятствано поради няколко причини. Първо: йони са заобиколени от молекули на полярния разтворител, това електростатично взаимодействие се нарича солвация. Второ: противоположно заредените катиони и аниони в разтвор образуват асоциирани или йонни двойки поради действието на силите на взаимно привличане. Асоциираните се държат по същия начин като неразделени молекули.