Розробка методпосібника з аналітичної хімії

Властивості слабких електролітів в розчині.

Електроліти поділяють на слабкі і сильні. Слабкі електроліти в розчинах містяться як у вигляді іонів, так і у вигляді недисоційованих молекул (слабкі кислоти і основи, вода і комплексні іони).

Сильні електроліти в розчинах іонізуються повністю (солі, луги і сильні кислоти).

Дисоціація електролітів в розчинах треба розглядати не як чисто фізичний процес, а як хімічну взаємодію розчиненої речовини з розчинником, які призводять до утворення гідратів (сольватів). Цю думку вперше висловив в 1887 р. Д.І. Менделєєв. Наприклад, дисоціація оцтової кислоти протікає по схемі:

СН3СООН+(n+1)Н2О = Н3О++(СН3СООnН2О)-

Утворюються не власне іони, а їх сполуки з молекулами розчинника. Здатність слабких електролітів до дисоціації характеризується константою дисоціації (К) і ступенем дисоціації ( ). Не враховуючи гідратацію, дисоціацію слабкої кислоти, або іншого бінарного електроліту можна представити наступним спрощеним рівнянням:

СН3СООН  СН3СОО-+Н+ (1)

А в загальному вигляді:

НА « Н++А- (2)

Як і будь-який оборотний процес, дисоціація приводить до хімічної рівноваги і повинна підчинятися закону діючих нас.

Отже, можна написати:

(3)

де Н+ і А- - відповідно концентрації катіона і аніона в г-іон/л, а НА – концентрація недисоційованих молекул даного електроліта в г-моль/л. Величина К називається константою дисоціації електроліта. Фізичний зміст її в тому, що вона показує в скільки разів концентрації утворившихся іонів більші, або менші рівновагової концентрації непродисоціювавших молекул електроліта. Чим більше це відношення (числове значення К), тим сильніший розпад електроліта на іони.

Константа дисоціації слабкого електроліта при даній температурі є величина стала, вона не залежить від концентрації електроліта.

Ступінь дисоціації ( ) слабкого електроліта збільшується з розбавленням.

Ступінь дисоціації і константа дисоціації взаємозв’язані. Із рівняння (2) видно що в момент рівноваги для бінарного електроліта концентрація катіона рівна концентрації аніона:

[К+]=[А-]=С (4),

де С – загальна концентрація слабкого електроліта. Рівновагова концентрація молекул, які непродисоціювали, рівна:

[НА]=С  С (5)

Підставляючи концентрацію кожного із компонентів рівноваги (4) і (5) в (3), отримаємо:

(6)