Важнейшие главы курса химии. Павлов А.И. - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

30 31
Важнейшие 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 диссоци-
ируют с образованием иона водорода Н
+
и отрицательно заряженного
иона кислотного остатка. Серная кислота двухосновная, она при дис-
социации дает удвоенное количество ионов водорода:
HCl → H
+
+ Cl
−
H
2
SO
4
→ 2H
+
+ SO
4
−2
Сильные основания диссоциируют с образованием отрицатель-
ного гидроксид-иона ОН
–
и положительного иона металла. Многокис-
лотные сильные основания дают удвоенное количество гидроксид-
ионов:
NaOH → Na
+
+ OH
−
Sr(OH)
2
→ Sr
+2
+ 2 OH
−
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
+ 3 SO
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:
–
FHHF +↔
+
−
+
+↔ OHNHOHNH
44
Слабые многоосновные кислоты отщепляют ионы водорода пос-
ледовательно, в несколько стадий. Число стадий определяется числом
атомов водорода в кислоте. Исключение – уксусная кислота, которая
диссоциирует с образованием одного иона водорода Н
+
. Например,
фосфорная кислота будет диссоциировать так:
]POH[
POH]H[
КPOHHPOH
43
42
1д
–
4243
⋅
=+↔
+
+
]POH[
POH]H[
КPOHHPOH
43
42
2д
–
4243
⋅
=+↔
+
+
]POH[
]PO[]H[
КPOHHPO
2–
4
3–
4
3д
3–
2–
4
⋅
⋅
=+↔
+
+
43
3–
4
3
д.об
3–
443
POH
]PO[]H[
КPOH3POH
⋅
=+↔
+
+
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.
В случае электролита КА, диссоциирующего на катион К
+
и ани-
он А
–
, константа и степень диссоциации связаны соотношением (закон
разбавления Оствальда):
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. Тог-
да 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 концентрации ионов К
+
и А
–
в растворе одинаковы и составляют:
КА = К
+
+ А
−
[К
+
] · [A
−
] = α ⋅ С
м
или √ К
д
⋅ С
м
,
например, 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 Оствальда:
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
.
Глава 5. Электролитическая диссоциация

Страницы