ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Водные растворы электролитов. Теория электролитической диссоциации из "Общая химия ( издание 3 )" Различают электролиты и неэлектролиты. К первым принадлежат вещества, водный раствор которых проводит электрический ток. Химические соединения, имеющие гетерополярное (ионное) строение (например, Na l, KNO3, aFg и т.д.), проводят ток также и в расплавленном состоянии. Неэлектролиты — вещества, неспособные обусловливать электропроводность систем ни в растворенном, ни в расплавленном состоянии. [c.234] Электролитами являются все вещества, относящиеся к классам кислот, оснований и солей. К неэлектролитам относятся очень многие органические вещества (спирты, эфиры, кетоны, сахара и т. д.). [c.234] Согласно теории электролитической диссоциации, в водных растворах электролитов имеют место обратимые процессы (табл. 12-2). [c.234] несущие положительный заряд, называются катионами, а ионы, несущие отрицательный заряд, — анионами. В растворе любого электролита суммарный положительный заряд всех катионов всегда численно равен суммарному отрицательному заряду всех анионов (закон электронейтральности растворов электролитов). [c.234] Свободные гидратированные ионы возникают в водных средах по двум следующим существенно различным механизмам. [c.234] Термин ионизация , по сути дела, сюда уже не подходит. Обозначение процесса, как диссоциация, также не вполне точно отображает явление. Здесь лучше всего говорить о высвобождении готовых ионов из твердой кристаллической структуры, в которой они были прочно закреплены (процесс ионолиберации лат. liber — свободный). [c.234] Исходя из теории электролитической диссоциации, можно дать следующие определения понятий кислоты, щелочи и солн. [c.235] В водных растворах кислот и всех видов солей в качестве анионов фигурируют кислотные остатки соответствующих кислот. [c.235] В таблице 12-1 приведены названия важнейших кислот и их анионов. Валентность последних отмечена надстрочно. Названия анионов одновременно служат и в качестве группового названия солей данной кислоты. Например, все средние соли серной кислоты называются сульфатами, азотной — нитратами и т. д. Соль КН2РО4 называется дигидрофосфатом калия, Са (НСОз)2 — гидрокарбонатом кальция (или бикарбонатом кальция) и т. д. При этом необходимо обратить внимание на следующее. [c.235] Н3РО4 заключается три атома водорода. Анион НоРОд содержит два атома Н, т. е. иа один меньше, чем молекула, и валентность этого аннона — 1 валентность аннона НРОГ равна — 2, а аниона РО , вовсе не содержаш,его водорода, составляет — 3. [c.237] Гидратация ионов в общем проявляется в их действии на тепловое движение ближайших к иону молекул воды и на их перемещение от одного партнера к другому (ближняя гидратация). Дальнейшее влияние нона главным образом состоит в поляризующем его действии на сравнительно более отдаленные от иона молекулы воды (дальняя гидратация). [c.237] Большинство гидратированных ионов бесцветно. Сюда относятся такие ионы К , N3 , КН , Са , N0,, 50Г, ОН , Н и множество других. Но некоторые ионы в гидратировашюм состоянии имеют интенсивную окраску. Сюда относятся Са (Си 4Н2О) — синего цвета, Сг бНоО — зеленого цвета, СгОГ — желтого цвета, МпО — малинового цвета и т. д. Катион имеет слабо-розовую окраску, почти незаметную в разбавленных растворах. [c.237] Ионы в растворах перемещаются (совершают скачки) как вместе со своей гидратной оболочкой, так и без нее. В последнем случае скачки приводят к обмену гидратных оболочек иона. Как установлено, подобные скачки характерны для таких катионов, как 111 , Ка , К , Са , С1 , Вг , I и др. Катионы и некоторые другие перемещаются в растворе в основном вместе с ближайшими молекулами воды. [c.237] Интересно отметить, что протон в водных растворах кислот не остается связанным с одной и той же молекулой воды, а меняет своих партнеров много миллиардов раз в секунду, перескакивая от одной молекулы Н2О к другой. При этом связь между протоном и той или иной молекулой воды не прерывается ни на одно мгновение. Средняя продолжительность жизни данного протона с данной молекулой воды оценивается величиной 10 с. [c.237] Степень электролитической диссоциации показывает, какая доля молекул растворенного электролита находится в данном растворе в равновесном диссоциированном состоянии. [c.238] Общее число частиц (молекул и ионов вместе) в единице объема раствора электролита больше, чем молекул в таком же объеме эквимолекулярного раствора неэлектролита . Это влияет на количественное выражение тех свойств растворов, которые зависят от частичной концентрации их. Сюда относятся осмотическое давление, понижение давления пара растворов, понижение точки замерзания и повышение точки кипения. Эти свойства для растворов неэлектролитов были рассмотрены в предыдущей главе. Для электролитов же количественное выражение указанных свойств оказывается более высоким, чем для эквимолекулярных растворов неэлектролитов. Поэтому для электролитов был введен поправочный множитель, который обозначается через 1 и называется изотоническим коэффициентом или коэффициентом Вант-Гоффа. Для водных растворов электролитов 1 1, для растворов неэлектролитов 1=1. Для растворов, в которых имеет место ассоциация молекул растворенного вещества (например, раствор С0Н5ОН в бензоле), / 1. [c.238] Приведенная формула позволяет рассчитать степень диссоциации электролита в данном растворе на основании данных, получаемых опытным путем. [c.239] Пример. Децинормальный раствор Кг504 замерзает при температуре —0,225° С. Вычислить степень электролитической диссоциации сульфата калия в указанном растворе. [c.239] Вернуться к основной статье