7.2 Свойства растворов электролитов
Распад электролита на ионы под влиянием полярных молекул растворителя (например, воды) называется электролитической диссоциацией.
АВ + n+mН2О ⇄ АВ (Н2О) n+m ⇄ А+(Н2О)n + В–(Н2О)m
Сольватация – процесс взаимодействия молекул растворителя с частицами (ионами) растворенного вещества; частный случай сольватации – гидратация (если растворитель вода).
А+n(Н2О) – гидратированный ион.
Количественной характеристикой процесса диссоциации является степень электролитической диссоциации.
Степень электролитической диссоциации () показывает отношение числа молекул диссоциирующих (распавшихся) на ионы, к общему числу молекул растворенного вещества.
|
|
(8.2.1) |
или
Степень диссоциации можно представить также как отношение равновесной концентрации ионов, на которые диссоциировала молекула к начальной концентрации электролита:
|
|
(8.2.2) |
Степень диссоциации зависит от природы растворенного вещества, природы растворителя, от температуры, от концентрации раствора.
С повышением температуры степень диссоциации увеличивается, так как процесс распада молекул происходит с поглощением энергии.
Описать влияние природы растворенного вещества на степень диссоциации можно следующим образом. Электролиты делятся на истинные и потенциальные. Истинные электролиты имеют преимущественно ионный тип связи, их растворы образуются в две стадии: растворение и диссоциация:
КCl тв. + (n + m)H2O ⇄ K+ n(H2O)р-р + Cl– m(H2O) р-р.
Потенциальные электролиты имеют ковалентный полярный тип связи их растворы образуются в три стадии: растворение, ионизация и диссоциация:
CdCl2 тв. + (n + m)H2O ⇄ CdCl2(n + m)H2Oр-р ⇄
⇄ Cd2+ n(H2O)р-р + 2Cl– m(H2O) р-р.
По величине степени диссоциации () электролиты подразделяются на слабые, средние и сильные (табл. 8.2.1).
Таблица 8.2.1
Классификация электролитов (С = 0,01 М)
|
Слабые электролиты |
Средние электролиты |
Сильные электролиты |
|
0<<0,03 |
0,03<<0,3 |
>0,3 |
|
Основания: нерастворимые в воде и NH4OH. H2O. Кислоты: CH3COOH, H2CO3, H2S, HCN, H2SiO3, H3BO3 |
Кислоты: H2SO3, HF, HNO2, H3PO4 |
Основания: LiOH, KOH, NaOH, Sr(OH)2, Ba(OH)2; большинство растворимых солей. Кислоты: HNO3, HCl, HBr, HI, H2SO4, HClO4 |
Сильные электролиты – это вещества, которые при растворении в воде практически полностью распадаются на ионы. В растворе сильного электролита растворённое вещество находится в основном в виде ионов (катионов и анионов); недиссоциированные молекулы практически отсутствуют. В растворах сильных электролитов диссоциация необратима.
Слабые электролиты – вещества, частично диссоциирующие на ионы. Растворы слабых электролитов наряду с ионами содержат недиссоциированные молекулы. В растворах слабых электролитов диссоциация обратима и существует равновесие между недиссоциированными молекулами и ионами:
АВ ⇄ А+ + В–.