Избранные главы курса химии. Павлов А.И. - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

46 47
А. И. Павлов. Избранные главы курса химии
Сильные электролиты – это сильные кислоты (HCl, HBr, HI, HNO
3
,
HClO
4
, H
2
SO
4
), сильные основания (LiOH, NaOH, KOH, Ba(OH)
2
) и все
растворимые соли. Сильные кислоты почти полностью диссоциируют
с образованием иона водорода Н
+
и отрицательно заряженного иона
кислотного остатка. Серная кислота двухосновная, она при диссоциа-
ции дает удвоенное количество ионов водорода:
HCl → H
+
+ Cl
−
H
2
SO
4
→ 2H
+
+ SO
4
−2
Сильные основания диссоциируют с образованием отрицательного
гидроксид-иона ОН
−
и положительного иона металла. Многокислотные
сильные основания дают удвоенное количество гидроксид-ионов:
NaOH → Na
+
+ OH
−
Sr(OH)
2
→ Sr
+2
+ 2OH
−
Растворимые в воде соли диссоциируют с образованием положи-
тельного иона металла и отрицательного иона кислотного остатка:
NaCl ↔ Na
+
+ Cl
−
Bi
2
(SO
4
)
3
↔ 2Bi
+3
+ 3SO
4
−2
К слабым электролитам относятся слабые кислоты (H
2
S, H
2
SO
3
,
HNO
2
, HF, H
3
PO
4
, CH
3
COOH), слабые основания (NH
4
OH, Cu(OH)
2
,
Fe(OH)
2
и др.), а также нерастворимые и малорастворимые соли.
Растворимость соединения можно определить по таблице раствори-
мости солей. Слабые электролиты в растворе обратимо диссоциируют
на ионы:
HF ↔ H
+
+ F
−
NH
4
OH ↔ NH
4
+
+ OH
−
Слабые многоосновные кислоты отщепляют ионы водорода по-
следовательно, в несколько стадий. Число стадий определяется чис-
лом атомов водорода в кислоте. Исключение – уксусная кислота, кото-
рая диссоциирует с образованием одного иона водорода Н
+
. Например,
фосфорная кислота будет диссоциировать в три ступени.
Выражение для константы диссоциации справедливо только для
слабых электролитов и, в какой то степени, для электролитов средней
силы. Для сильных электролитов – сильных кислот и щелочей – кон-
станта диссоциации не пишется.
[H
+
] ∙ [H
2
PO
4
−
]
H
3
PO
4
↔ H
+
+ H
2
PO
4
−
К
д1
=
[H
3
PO
4
]
[H
+
] ∙ [HPO
4
−2
]
H
2
PO
4
−
↔ H
+
+ HPO
4
−2
К
д2
=
[H
2
PO
4
−
]
[H
+
] ∙ [PO
4
−3
]
HPO
4
−2
↔ H
+
+ PO
4
−3
К
д3
=
[HPO
4
−2
]
[H
+
]
3
∙ [PO
4
−3
]
H
3
PO
4
↔ 3H
+
+ PO
4
−3
К
д.об
=
[H
3
PO
4
]
В случае электролита КА, диссоциирующего на катион К
+
и анион
А
−
, константа и степень диссоциации связаны соотношением (закон
разбавления Освальда):
К
д
= α
2
⋅ С
м
/ (1 − α).
Здесь С
м
– молярная концентрация электролита, моль/л.
Для слабых электролитов выражение в знаменателе 1 − α ≈ 1. Тогда
формула упрощается:
К
д
= α
2
·С
м
, откуда α = √ К
д
/ С
м
.
Если в растворе электролита КА степень его диссоциации равна α,
то концентрация ионов К
+
и А
−
в растворе одинаковы и составляют:
например, КА = К
+
+ А
−
[К
+
] ∙ [A
−
] = α ⋅ С
м
или √ К
д
⋅ С
м
,
HF = H
+
+ F
−
[H
+
] ∙ [F
−
] = α ⋅ С
м
или √ К
д
⋅ С
м
.
Пример 1. Степень диссоциации уксусной кислоты в 0,1 М растворе
равна 1,32 ⋅ 10
−2
. Рассчитать константу диссоциации кислоты.
Решение. Подставим данные задачи в уравнение Освальда:
К
д
= α
2
С
м
/ (1 − α) = (1,32 ⋅ 10
−2
)
2
0,1 / (1 − 0,0132) = 1,77 ⋅ 10
−5
.
Расчет по приближенной формуле К
д
= α
2
С
м
приводит к близкому
значению К
д
:
К
д
= (1,32 ⋅ 10
−2
)
2
0,1 = 1,74 ⋅ 10
−5
.
Тема 8. Электролитическая диссоциация

Страницы