Степень диссоциации

4.1 Степень диссоциации

     Все электролиты
по способности распадаться на ионы делятся на сильные и слабые.  Процесс диссоциации – обратимый процесс,
поэтому в растворах электролит одновременно присутствует в ионной и молекулярной
формах. Количественной оценкой способности электролитов распадаться на ионы
является степень диссоциации — a_дис.   Степень
диссоциации показывает, какая часть
электролита в растворе продиссоциировала и рассчитывается как
отношение:                     a_дис   = 
 С_{м дис}    (100%) ,

                                                                                                                                 
С_м

где С_{м р-р}– концентрация электролита в растворе
(моль/л), С_{м дис} – часть концентрации электролита в растворе,
которая продиссоциировала.  Из выражения
для расчета a_дис   очевидны неравенства:

С_{м дис.}   £  С_{м р-р}      и               0   £   a_дис   £  1.

Если a_дис
= 0, то С_{м дис} = 0,  растворенное вещество в растворе находится
в молекулярной форме и является неэлектролитом. Если  a_дис = 1, то С_{м дис} = С_м  растворенное вещество на 100 % существует в
растворе в ионной форме. Степень диссоциации 
(a_дис) зависит
от природы электролита, концентрации и температуры раствора. По степени
диссоциации все электролиты условно делятся на сильные и слабые. Деление
проведено по значениям  a_дис  для 0,1 N растворов электролитов при Т= 25 ^оС или 20 ^оС.

     Сильные электролиты – вещества,
которые в 0,1 N
растворе хорошо проводят электрический ток и диссоциируют  больше чем на  30 %. К сильным электролитам
относятся сильные кислоты и основания и хорошо растворимые соли.

            Сильные кислоты                         Сильные основания                          Примеры растворимых
солей

           HCI, HBr,
HI, HCIO₄,                   LiOH, NaOH, KOH,
RbOH,                   соли щелочных металлов,

                    HMnO_4,  H₂SO₄,
H₂SeO₄,              CsOH, FrOH, Sr(OH)₂,                           соли азотной
кислоты,

                    HNO₃                                                              Ba(OH)₂ , Ca(OH)₂  (усл)  .                                  соли
NH₄⁺.

     К слабым электролитам относятся
кислоты и основания, которые в 0,1 N растворе плохо проводят электрический ток и диссоциируют  менее чем на 
3-5%.  К слабым электролитам
относят также труднорастворимые соли, для которых низкая электропроводность
раствора связана с малой концентрацией ионов соли в растворе (хотя  a_дис
солей  близка к 1).

Электролиты средней силы 
характеризуются степенью диссоциации от 5% — 30%.

      Для сильных
электролитов различают истинное значение степени диссоциации  a_дис  и
кажущееся или измеренное значение a_каж. . Для бесконечно разбавленных растворов
электролитов (когда С_м à
0)  a_{каж -→}a_дис.
→ 1 (100%).  В остальных
случаях  a_дис.  > a_каж.   Наблюдаемое отличие a_каж  от a_ист  для сильных электролитов связано с
межионным взаимодействием электролита в растворе, которое уменьшает
активную  концентрацию ионов.

      Концентрация ионов
в растворе с известной молярной концентрации электролита рассчитывается по
формуле:                                               
С_M
(ион) = n a_дис
С_M ,

где n
– число катионов или анионов, на которые распадается электролит. Например,
в  растворе соли AI₂(SO₄)₂ с молярной
концентрацией С_M
и степенью диссоциации соли a_дис   концентрацию ионов соли в этом растворе можно
рассчитать, используя уравнение диссоциации соли:

           
Концентрация  нач. состояния         С_{M                                          0                            0}

AI₂(SO₄)₂          Û       2AI⁺³     +     3SO₄^2-

          
Концентрация рав. состояния      С_M  — a_дис С_M                          
2a_дис С_M              3 a_дис
С_{M .}        

                                                              молекулярная форма                                          ионная