На ионы и равна отношению числа распавшихся молекул (формульных единиц)
на ионы к общему числу растворенных молекул (формульных единиц): Nчисло растворенных молекул, распавшихся на ионы α= ——————————————————————— Nобщее число растворенных молекул
Например, если из каждых 100 молекул хлорида натрия при растворении распалось на ионы 85, то степень диссоциации α = 0,85, или в процентах ─ 85%. Степень диссоциации зависит и от природы растворителя и растворяемо- го вещества, температуры и концентрации. С увеличением температуры сте- пень диссоциации увеличивается, так как повышается вероятность разрыва свя- зей между ионами в молекулах растворенного вещества, и наоборот. С увели- чением концентрации растворенного вещества степень диссоциации уменьша- ется, потому что в растворе появляется значительно количество ионов, и ско- рость обратного процесса – ассоциации возрастает. Влияние природы раство- рителя и растворяемого вещества на степень диссоциации связано с характером собственных связей и их энергией в молекулах веществ и взаимодействием мо- лекул между собой. По величине степени диссоциации все электролиты условно подразделя- ют на 3 группы. Растворы, в которых определяемая (кажущаяся) степень диссоциации растворенного вещества составляет величину большую 30% (α > 30%) называют сильными электролитами, со степенью диссоциации α меньше 3% (α < 3%) – слабыми электролитами. Растворы со степенью диссоциации растворенного вещества в про- межуточной области α = 3 ÷ 30% называют средними электролитами. К сильным электролитам в водном растворе относятся почти все соли, многие неорганические кислоты (HSFO3, HClO4, HCl, H2SO4, HBr, HI, HNO3 и др.) и гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (NaOH, KOH, Ba(OH)2 и др.). К слабым электролитам относятся водные растворы H2S, HCN, H2SiO3, H3BO3, одноосновные органические кислоты, гидроксиды многих металлов (Cu(OH)2, Fe(OH)3, Zn(OH)2, Ni(OH)2, Pb(OH)2, Al(OH)3 и многие, многие другие), органические кислоты, соли ртути HgCl2, CdCl2 и некоторые другие. Средними электролитами принято считать водные растворы фосфорной, сернистой, муравьиной, щавелевой и некоторых других (Табл.2.3).
Таблица 2.3. Степень диссоциации в водных растворах некоторых кислот, оснований и солей при температуре 180С
Другим возможным механизмом образования ионов при растворении является образование нового химического соединения в растворе с последующей его диссоциацией. То есть возможен полный или частичный перенос электронов между частицами растворяемого вещества и растворителя (донорно-акцепторное взаимодействие, например). В результате ионизируется не растворяемое вещество, а продукт его взаимодействия с растворителем. Например, растворение аммиака в воде можно изобразить следующими равновесными процессами: NH3 газ + H2Oжид. ↔ NH4OHраствор ↔ NH4+раствор + OH-раствор, или с учетом перераспределения электронов между взаимодействующими час- тицами:
H H H : N : + H +―OH- ↔ H : N : H ― OH ↔ NH4+ + OH- . H H
В данном случае поляризованный атом водорода Н+ (ион водорода) моле- кулы воды, имея свободную орбиталь, взаимодействует по донорно– акцепторному механизму с молекулой аммиака, имеющей свободную валентную пару электронов. В результате образуется ион аммония [NH4]+ и связанный с ним ион гидроксила ОН-. Связь между ними под действием полярных молекул растворителя (воды) разрушается и в растворе появляются отдельные, самостоятельные ионы аммония [NH4]+ и OH-, окруженные молекулами воды. Мы говорим: происходит диссоциация продукта взаимодействия растворяемого и растворителя. Аналогично происходит диссоциация и при растворении, например, молекул SO2 и CO2, которые можно представить следующими схемами: SO2 газ + H2Oжид. ↔ H2SO3 раствор ↔ H+раствор + HSO3-раствор, CO2 газ + H2Oжид. ↔ H2CO3 раствор ↔ H+раствор + HCO3-раствор. Наверное, механизмы диссоциации молекул могут быть разные и более сложные, чем представляемые вышеприведенными схемами. Многое зависит и от природы молекул растворенного вещества и растворителя, температуры, концентрации. Ионы, образовавшиеся в результате процесса диссоциации, резко отли- чаются по своим свойствам от частиц, из которых они произошли. Так, напри- мер, если при диссоциации молекулы NaCl происходит образование ионов Na+ и Сl-, то ион натрия и ион хлора не тождественен по своим химическим свойст- вам ни атому натрия, ни атому хлора соответственно. В частности, атом натрия вступает в химическую реакцию с водой, отдавая ей свой электрон в соответст- вии с уравнением Na + H2O = NaOH + H2, а ион натрия не имеет внешнего валентного электрона и с водой так не реаги- рует. Взаимодействие этих ионов с молекулами растворителя осуществляется по механизму ион-дипольного, а также рассмотренных ранее диполь-дипольного, индукционного и дисперсионного взаимодействия. Межмолекулярные связи, как известно, являются ненасыщенными, ненаправленными и в результате – состав образующихся сольватов (гидратов в водных растворах), т.е. число окружающих данный ион частиц растворителя, может быть самым разнообразным. В то время, когда химическое соединение обладает определенным составом. Ионы в растворе всегда сольватированы. Так, например, в воде нет ионов Cu 2+, а существуют сложные гидратированные ионы [Cu (H2O)4]2+, окруженные ориентированными многочисленными молекулами воды. Ион водорода Н+ в воде также гидратирован и существует в виде иона гидроксония [Н3О]+. Поэтому, когда представляют обычно запись диссоциации в виде простых уравнений типа: CuSO4 → Cu2+ + SO42- или HCl → H+ + Cl- , то нужно помнить, это чисто условная запись. В действительности таких про- стых ионов в растворе нет. Они всегда более сложны, ассоциированы с молеку- лами растворителя и не только в непосредственной близости самого иона, но и в ближайшей окрестности его (различают несколько гидратнных сфер (слоев) окружения). Схематически ионы можно было бы представить как, например: [Cu(H2O)4]2+ nH2O или [H3O]+ mH2O, где n и m ─ количество молекул воды, которое колеблется в широких пределах и зависит от природы иона, раствори- теля и от концентрации и температуры раствора.
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (486)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |