/ Silpnų ir stiprių elektrolitų disociacijos laipsnis

Silpnų ir stiprių elektrolitų disociacijos laipsnis

Terminas „disociacija“ chemijoje ir biochemijojenurodo cheminių junginių skaidymo procesą į jonus ir radikalus. Disociacija yra prieštaravimas asociacijai ar rekombinacijai, ir yra grįžtamas. Kiekybinis disociacijos vertinimas atliekamas naudojant tokią vertę kaip disociacijos laipsnis. Jame yra raidė α ir disociacijos reakcijoje, kuri vyksta homogeninėse (homogeninėse) sistemose, apibūdinama lygtis: KA: K + A, pusiausvyros būsena. KA - tai pradinės medžiagos K ir A dalelės - tai mažos dalelės, į kurias dėl disociacijos susidaro didesnės medžiagos dalelės. Iš to išplaukia, kad sistemoje bus disociatyvių ir nediferencijuotų dalelių. Jei sutinkame, kad n molekulės nyko, bet N molekulės nesugedusios, tada šios vertės gali būti naudojamos disociacijos kiekybiniam skaičiavimui, kuris apskaičiuojamas procentais: α = n • 100 / N arba vieneto frakcijose: α = n / N.

Tai reiškia, kad disociacijos laipsnis yra santykisišskaidytos homogeninės sistemos (tirpalo) dalelės (molekulės) į pradinę dalelių (molekulių) kiekį šioje sistemoje (tirpale). Jei žinoma, kad α = 5%, tai reiškia, kad tik 5 molekulės iš 100 pradinių molekulių yra jonų pavidalu, o likusios 95 molekulės nesiskaido. Kiekvienai konkrečiai medžiagai α bus individuali, nes ji priklauso nuo molekulės cheminės savybės, taip pat nuo temperatūros ir medžiagos kiekio vienarūšėje sistemoje (tirpalo), ty nuo jo koncentracijos. Stipri elektrolitai, kuriuose yra kai kurių rūgščių, bazių ir druskų, visiškai tirpsta jonuose, todėl jie netinka tirti disociacijos procesą. Todėl tyrime naudojami silpni elektrolitai, kurių molekulės tirpaluose visiškai nesiskiria į jonus.

Dėl grįžtamojo disociacijos reakcijos konstantadisociacija (Cd), apibūdinanti pusiausvyros būseną, nustatoma pagal formulę: Cd = [K] [A] / [KA]. Kaip silpno elektrolito pavyzdžiu galima laikyti, kaip yra susieti konstantai ir disociacijos laipsnis. Remiantis Ostwaldo skiedimo įstatymu, visi loginiai argumentai yra sukurti: Cd = c • α2, kur c yra tirpalo koncentracija (šiuo atveju, c = [KA]). Yra žinoma, kad V molio tirpalo tūryje ištirpinama 1 molio medžiaga. Pradinėje būsenoje pradinės medžiagos molekulių koncentracija gali būti išreikšta: с = [КА] = 1 / V mol / dm3, o jonų koncentracijos bus: [К] = [А] = 0 / V mol / dm3. Pasiekus pusiausvyrą, jų vertės pasikeičia: [KA] = (1 - α) / V mol / dm3 ir [K] = [A] = α / V mol / dm3, tada Kd = (α / V • α / V) / (1 - α) / V = ​​α2 / (1 - α) • V. Apsvarstytas nedidelių disociacinių elektrolitų atvejis, kurio disociacijos laipsnis (α) artėja prie nulio, o tirpalo tūris gali būti išreikštas žinoma koncentracija: V = 1 / [KA] = 1 / s. Tada lygtį galima konvertuoti: Cd = α2 / (1 - α) • V = α2 / (1 - 0) • (1 / s) = α2 • s, ir ištraukiant frakcijos Cd / s kvadratinę šaknį, galite apskaičiuoti disociacijos laipsnį α. Šis įstatymas galioja, jei α yra daug mažesnis nei 1.

Stipriems elektrolitams daugiautinka terminas tariamasis atsiribojimo laipsnis. Jis nustatomas kaip tariamo disocijuotų dalelių kiekio santykis su realiuoju arba iš izotoninio koeficiento nustatymo formulės (vadinamas Van't Hoffo faktoriumi ir parodo tikrąjį medžiagos elgesį tirpale): α = (i - 1) / (n - 1). Čia i yra izotoninis koeficientas, o n - susidariusių jonų skaičius. Tirpalams, kurių molekulės visiškai suyra į jonus, α ≈ 1, o mažėjant koncentracijai, α vis labiau linksta į 1. Visa tai paaiškinama stiprių elektrolitų teorija, teigiančia, kad stipraus elektrolito dezintegruotų molekulių katijonų ir anijonų judėjimas yra trukdomas dėl kelių priežasčių. Pirma, jonus supa poliarinės tirpiklio molekulės, ši elektrostatinė sąveika vadinama solvacija. Antra: priešingai įkrauti katijonai ir anijonai tirpale suformuoja asociatyvas arba jonų poras dėl tarpusavio traukos jėgų veikimo. Asocijuotieji elgiasi taip pat, kaip ir neišsijungusios molekulės.