Факторы, влияющие на степень диссоциации - Растворы

Степень электролитической диссоциации зависит от природы растворенного электролита и природы растворителя, концентрации раствора, температуры, наличия посторонних веществ.

Влияние температуры.

При повышении температуры степень диссоциации слабых электролитов увеличивается. Так как диссоциация - процесс эндотермический, то из принципа Ле Шателье следует, что при нагревании равновесие процесса диссоциации смещается вправо (для сильных электролитов такого быть не может, т. к. = 1 при обычных условиях).

Кроме того, с повышением температуры увеличивается амплитуда колебания атомов в молекуле и связь между ними ослабевает. Одновременно увеличивается скорость движения молекул растворителя и их кинетическая энергия, что также способствует распаду молекул растворенного вещества на ионы за счет большего числа их столкновений с молекулами растворителя.

Влияние концентрации растворенного вещества.

Увеличение содержания растворенного вещества в растворе приводит к уменьшению степени его диссоциации, так как каждая молекула растворенного вещества сможет взаимодействовать с меньшим количеством молекул растворителя. При разбавлении раствора водой, Степень диссоциации увеличивается (см. закон разбавления Оствальда). Степень диссоциации достигает максимального значения ( = 1) в бесконечно разбавленном растворе.

Влияние одноименных ионов.

Добавление к раствору слабой кислоты ее соли или более сильной кислоты приводит к уменьшению степени диссоциации. Причину этого уменьшения легко объяснить, применив принцип Ле Шателье к равновесию диссоциации:

HA - H+ +A -

Увеличение концентрации любого из продуктов диссоциации приводит к сдвигу равновесия влево и увеличению концентрации непродиссоциировавших молекул кислоты. Это приводит к уменьшению степени диссоциации.

Влияние природы растворителя.

Чем выше полярность растворителя, тем больше степень диссоциации растворенного в нем вещества, т. к. увеличивается сила взаимодействия ионов вещества с растворителем. Мерой полярности молекул растворителя может служить величина их дипольного момента. Полярность растворителя можно также характеризовать с помощью диэлектрической постоянной Е. Диэлектрическая постоянная - величина, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия двух зарядов в данной среде меньше, чем в вакууме.

Например, диэлектрическая постоянная воды Е(Н2О) составляет 78, диэлектрическая постоянная Е(бензола) равна 2. Если растворить хлороводород в воде и бензоле, то в бензоле степень диссоциации хлороводорода окажется меньше, поэтому и кислотные свойства хлороводорода будут выражены здесь слабее.

Влияние природы растворенного вещества.

Под природой растворенного вещества в данном случае подразумевают природу химической связи в молекулах растворенных веществ. Чем больше полярность химической связи и чем меньше прочность связи в веществе, тем выше степень диссоциации. Вещества с ионной химической связью или с ковалентной, очень полярной связью относятся к сильным электролитам. Средние и слабые электролиты обладают, как правило, ковалентной малополярной связью.

Пример 1. В ряду галогенводородных кислот (HF - HCl - HBr - HI) растет длина связи, следовательно, уменьшается энергия связи, значит - возрастает степень диссоциации, кислотные свойства увеличиваются.

Пример 2. Соединения класса гидроксидов (кислородсодержащих кислот и оснований) в своей структуре имеют фрагмент

>Э - О - Н

Если легко разрывается связь - О - Н, то преобладает кислотный тип диссоциации; если легко разрывается связь Э - О, преобладает основный тип диссоциации; если прочность обеих связей примерно равна, то гидроксид обладает амфотерными свойствами.

Изотонический коэффициент Вант-Гоффа.

I - это отношение суммы числа ионов и непродиссоциировавших молекул электролита к начальному числу молекул электролита.

Обозначим: N - число растворенных молекулэлектролита;

- степень диссоциации;

N - число ионов, на которые распадается молекула электролита.

Тогда: -N - число молекул, распавшихся на ионы;

-N-n - число образовавшихся ионов;

N(1 - ) - число молекул не распавшихся на ионы;

Nn + N(1 - ) - общее число частиц в растворе.

I = Nn +N(1 - / N = n + (1 - = 1 + (n - 1).

Отсюда:

(i -1) /(n - 1) (3.2)

Из-за диссоциации общее число частиц в растворе электролита больше, чем в растворе неэлектролита той же концентрации, поэтому осмотическое давление, повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания для раствора электролита будут выше, чем для раствора неэлектролита той же концентрации (все эти величины зависят только от числа частиц в растворе).

Неэлектролиты i = 1

Электролиты i

Р = Ро -N2

i -Pо N2

Tкрист = Кк -Сm

Tкип= i -КэСm

Tкип = Кэ -Сm

Tкип= i -КэСm

Р = СMRT

Р= i-СMRT

I = / tКрист/tКрист = tКип/tКип = р/р.

Величины, стоящие в числителе, определяют экспериментально, величины в знаменателе вычисляют по соответствующим формулам:

Похожие статьи




Факторы, влияющие на степень диссоциации - Растворы

Предыдущая | Следующая