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 — α_дис.   Степень диссоциации показывает, какая часть электролита в растворе продиссоциировала и рассчитывается как отношение:                     α_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 α_дис   очевидны неравенства:

С_{м дис.}   ≤  С_{м р-р} и               0   ≤   α_дис   ≤  1.

Если α_дис
= 0, то С_{м дис} = 0, растворенное вещество в растворе находится в молекулярной форме и является неэлектролитом. Если α_дис = 1, то С_{м дис} = С_м  растворенное вещество на 100 % существует в растворе в ионной форме. Степень диссоциации  (α_дис) зависит от природы электролита, концентрации и температуры раствора. По степени диссоциации все электролиты условно делятся на сильные и слабые. Деление проведено по значениям  α_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  α_дис
солей близка к 1).

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

      Для сильных электролитов различают истинное значение степени диссоциации  α_дис  и кажущееся или измеренное значение α_каж. . Для бесконечно разбавленных растворов электролитов (когда С_м à
0)  α_{каж -→}α_дис.
→ 1 (100%).  В остальных случаях  α_дис.  > α_каж.   Наблюдаемое отличие α_каж  от α_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 α_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 α_дис   концентрацию ионов соли в этом растворе можно рассчитать, используя уравнение диссоциации соли:

           
Концентрация  нач. состояния         С_{M                                          0                            0}

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

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

                                                              молекулярная форма ионная