Кажущаяся степень диссоциации. Изотонический коэффициент. Законы Рауля и Вант-Гоффа для растворов электролитов.

Все свойства раствора электролита, зависящие от концентрации ионов, проявляются так, как если бы число ионов в растворе было меньше, чем это соответствует полной диссоциации электро­лита. В связи с этим, определяемое по электрической проводи­мости (или другими методами) значение степени диссоциации сильных электролитов называется кажущейся степенью диссоциации (α_каж<1). Отношение числа ионных частиц в растворе электролита, полученное по данным электропроводности и меньшее их истинного значения, к общему числу молекул электролита, введенных в раствор, называется изотоническим коэффициентом и обозначается i: i=число ионов в р-ре + число недиссоциированных молекул\число молекул электролита, введённых в р-р. Изотонический коэффициент связан с кажущейся степенью диссоциации сильного электролита соотношением: i=(nαk+n-nα)/n=α(k-1)+1, где n- число молекул электролита, введенных в раствор; nα- число молекул в растворе, которые продиссоциировали на ионы; n-nα – число оставшихся недиссоциированных молекул (или число ассоциатов); nαk-число ионов в растворе.

Отсюда α = i-1\k-1 где k – суммарное число ионов, на которые диссоциирует одна молекула электролита. Для NaCl-k =2 (Na= Na⁺+Cl^-), CaCl₂-k=3 (CaCl₂=Ca²⁺+2 Cl^-) , Al₂(SO₄)₃-k =5 (Al₂(SO₄)₃= 2 Al³⁺+3 SO₄^2-) и т.д.

Аррениус обратил внимание на тесную связь между способностью растворов солей, кислот и оснований проводить электрический ток и отклонениями растворов этих веществ от законов Вант-Гоффа и Рауля. Он пока­зал, что по электрической проводимости раствора можно рассчи­тать его осмотическое давление, а следовательно, и поправочный коэффициент i. Значения i, вычисленные им из электрической про­водимости хорошо совпали с величинами, найденными для тех же растворов иными методами.

Причиной чрезмерно высокого осмотического давления раство­ров электролитов является диссоциация элек­тролитов на ионы. Вследствие этого, с одной стороны, увеличи­вается общее число частиц в растворе, а следовательно, возрастают осмотическое давление, понижение давления пара и изменения температур кипения и замерзания, с другой, — ионы обусловли­вают способность раствора проводить электрический ток.

Поскольку физико-химические свойства растворов зависят от концентрации частиц растворенного вещества, в расчетные формулы физико-химических свойств электролитов вводится изотонический коэффициент, позволяющий учесть диссоциацию молекул. Законы Рауля и Вант-Гоффа для растворов электролитов.

π = iC_BRT

Δt_зам. = iK_TC_m(B); Δt_кип. = iЭ_ТС_m(B)

Ионное произведение воды. РН растворов. Произведение растворимости.

Вода является слабым электролитом, поэтому справедливо равновесие H₂O <=> H⁺ + OH^-. K _H2O = [H⁺] x [OH^-] \ [H₂O]. K _H2O x [H₂O] = const = K_w = [H⁺] x [OH^-] = 1 x 10^-14 при 25С. K_w – ионное произведение воды, она не зависит от концентрации водорода и группы ОН. Кислотность р-ра выражают в единицах рН. шкала рН, как правило, изменяется от 1 до 14. Если рН=7, то концентрация ионов [H⁺] = [OH^-] = 10^-7 моль\л и такая среда называется нейтральной. Если 0<рН<7, то среда называется кислой, если рН>7, то среда называется щелочной. рН измеряется приборным методом (прибор называется рН-метр) или визуально по окраске индикаторной бумаги. Все оттенки красного на индикаторной бумаге говорят о кислой среде, все оттенки зелёного и синего говорят о щелочной среде. В нейтральной среде универсальная индикаторная бумага имеет жёлтый цвет. Как рассчитывать: рН = -lgC_H+ pOH = -lgC_OH- pH + pOH = 14

Произведение растворимости (ПР). ПР – это произведение концентрций ионов электролитав его насыщенном растворе. Пример: MgF₂ MgF₂(k) <=> MgF₂(ж) <=> Mg²⁺ + 2F^\- В задачах на ПР ионы магния и фтора (к примеру) находятся в равновесии с твёрдой фазой. ПР MgF₂ = [Mg²⁺] x [F^-]². Стехиометрические индексы в формуле входят в показатели степени. Пример: определить произведение растворимости MgF₂, если его растворимость в воде равна 1,17 х 10^-3 моль\л. 1) MgF₂(k) <=> Mg²⁺ + 2F^\- 2)ПР_MgF2 = [Mg²⁺] x [F^-]² = (1,17 х 10^-3) x (2 x1,17 х 10^-3 )² моль\л. Если в задачах на ПР известно численное значение растворимости, то она равна концентрации того иона, который образуется при диссоциации один.