общей концентрации растворенных молекул (соб): α = сдисс/соб.
Электролиты можно разделить на сильные (α ~ 1) и слабые.
Сильные электролиты (для них α ~ 1) – соли и основания, растворимые в воде, а также некоторые кислоты: HNO3, HCl, H2SO4, HI, HBr, HClO4 и другие.
Слабые электролиты (для них α << 1) – Н2O, NH4OH, малорастворимые основания и соли и многие кислоты: HF, H2SO3, H2CO3, H2S, CH3COOH и другие.
Ионные уравнения реакций. В ионных уравнениях реакций сильные электролиты записываются в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые вещества и газы – в виде молекул. Например:
CaCO3↓ + 2HCl = CaCl2 + Н2O + CO2↑
CaCO3↓ + 2H+ + 2Cl¯ = Са2+ + 2Cl¯ + Н2O + CO2↑
CaCO3↓ + 2Н+ = Са2+ + Н2O + CO2↑
Реакции между ионами идут в сторону образования вещества, дающего меньше ионов, т. е. в сторону более слабого электролита или менее растворимого вещества.
6.3. Диссоциация слабых электролитов
Применим закон действия масс к равновесию между ионами и молекулами в растворе слабого электролита, например уксусной кислоты:
CH3COOH ↔ CH3COО¯ + Н+
Константы равновесия реакций диссоциации называются константами диссоциации. Константы диссоциации характеризуют диссоциацию слабых электролитов: чем меньше константа, тем меньше диссоциирует слабый электролит, тем он слабее.
Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато:
Н3PO4 ↔ Н+ + Н2PO4¯
Константа равновесия суммарной реакции диссоциации равна произведению констант отдельных стадий диссоциации:
Н3PO4 ↔ ЗН+ + PO43-
Закон разбавления Оствальда: степень диссоциации слабого электролита (а) увеличивается при уменьшении его концентрации, т. е. при разбавлении:
Влияние общего иона на диссоциацию слабого электролита: добавление общего иона уменьшает диссоциацию слабого электролита. Так, при добавлении к раствору слабого электролита CH3COOH
CH3COOH ↔ CH3COО¯ + Н+ α << 1
сильного электролита, содержащего общий с CH3COOH ион, т. е. ацетат-ион, например CH3COОNa
CH3COОNa ↔ CH3COО¯ + Na+ α = 1
концентрация ацетат-иона увеличивается, и равновесие диссоциации CH3COOH сдвигается влево, т. е. диссоциация кислоты уменьшается.
6.4. Диссоциация сильных электролитов
Активность иона а – концентрация иона, проявляющаяся в его свойствах.
Коэффициент активности f – отношение активности иона а к концентрации с: f = а/с или а = fc.
Если f = 1, то ионы свободны и не взаимодействуют между собой. Это имеет место в очень разбавленных растворах, в растворах слабых электролитов и т. д.
Если f < 1, то ионы взаимодействуют между собой. Чем меньше f, тем больше взаимодействие между ионами.
