Электролитическая диссоциация растворенных газов

Жидкие растворы по своей природе, свойствам, характеру взаимодействий между частицами очень разнообразны, в связи с чем трудно создать единую количественную теорию, описывающую поведение различных растворов в широкой области концентраций. Наука о растворах —одна из наиболее старых областей естествознания, в развитие которой сделан вклад многими исследователями. В ходе развития учения о растворах были высказаны две точки зрения на природу растворов —физическая и химическая. Физическая теория растворов, возникшая главным образом на основе трудов Вант-Гоффа, Аррениуса и Оствальда, опиралась на экспериментальное изучение коллигативных свойств разбавленных растворов (осмотическое давление, новышение температуры кипения, понижение температуры замерзания раствора и т. п.), зависящих главным образом от концентрации растворенного вещества, а не от его природы. Количественные законы (законы Вант-Гоффа, Рауля) были открыты в предположении, что в разбавленных растворах молекулы растворенного вещества подобны молекулам идеального газа. Отступления от этих законов, наблюдаемые для растворов электролитов, были объяснены на основе теории электролитической диссоциации Аррениуса. Простота представлений физической теории и успешное применение ее как для объяснения свойств растворов электролитов, так и для количественного изучения электрической проводимости растворов обеспечили быстрый успех этой теории. Химическая теория растворов, созданная преимущественно Менделеевым и его последователями, рассматривала процесс образования раствора как разновидность химического процесса, характеризующегося взаимодействием частиц смешивающихся компонентов. Менделеев рассматривал растворы как системы, образованные частицами растворителя, растворенного вещества и неустойчивых химических соединений, которые образуются между ними и находятся в состоянии частичной диссоциации. В классических трудах Менделеева четко сформулированы основные положения теории растворов. Менделеев указывал на необходимость использования всей суммы химических и физических сведений о свойствах частиц, [c.344]

Константа электролитической диссоциации угольной кислоты по первой ступени имеет значение Л =4-10 . Эта константа рассчитана для насыщенного раствора углекислого газа (с = 0,04 моль/л) исходя из предположения, что весь углекислый газ превращается в растворе в угольную кислоту. Константа же равновесия, рассчитанная с учетом только той части углекислого газа, которая действительно образовала угольную кислоту, К (ист.) =2-10 . Рассчитайте молярную концентрацию угольной кислоты, полученной при этом. Какой вывод можно сделать об истинной силе угольной кислоты [c.141]

ИОНЫ (греч. ion — подвижный) — частицы, представляющие собой атомы или группы атомов, химически сая )анных между собой, с избытком или недостатком электронов и поэтому положительно или отрицательно заряженных. Положительно заряженные ионы называют катионами и обозначают знаком+, отрицательно заряженные — анионами, обозначают знаком — Na , Са +, А1 +, С1-. sq2-, pq3- "и др. И. вступают з реакции с атомами, молекулами и между собой. В растворах И. образуются в результате электролитической диссоциации и обусловливают свойства электролитов. Катионы при электролизе направляются к катоду, анионы — к аноду. И. в газах образуются при высоких температурах или в результате воздействия на газы квантов высокой энергии или быстрых частиц. В последние годы резко повысилась роль И. а газах в связи с распространением радиационных явлений, развитием ядерной техники, с использованием электроразрядной плазмы и бурным развитием работ, касающихся верхних слоев атмосферы н др. [c.112]

Опыты со слабо выраженным внешним эффектом или протекающие в замедленном темпе, а также опыты, демонстрация которых становится опасной при применении больших количеств реагирующих веществ и поэтому обычно демонстрируемых в микро- и полумикроколичествах. Примерами такого рода могут служить опыты, иллюстрирующие молекулярно-кинетическую теорию, а также многие из свойств веществ, объясняемые на ее основе диффузию, осмос, рост н растворение кристаллов, электролитическую диссоциацию, движение ионов или коллоидных частиц в растворах или газах под действием электрического поля, устойчивость и условия коагуляции дисперсных систем, выделение и растворение газов в жидкостях, кинетические явления в растворах, действие катализаторов, набухание, флотация, демонстрация окраски растворов и ее изменения под действием различных факторов, свойства едких, токсичных и взрывоопасных веществ. [c.152]

В растворах различных веществ в жидких неводных растворителях и сжиженных газах помимо ионов, предсказываемых теорией электролитической диссоциации, имеются разнообразные ионы и молекулы, вызывающие аномалии в поведении истинных растворов, которые не могут быть объяснены ни гипотезой С. Аррениуса, ни современными теориями Дебая — Хюккеля и Л. Онзагера, поскольку предметом их не является изучение влияния растворителей на свойства электролитов. Следует отметить, что теория Бренстеда и другие теории, предметом которых было исследование влияния растворителей на силу кислот и оснований, также не объясняют аномалий в поведении электролитов в неводных растворах. Как показывают исследования, указанные аномалии обусловливаются взаимодействием растворенного вещества с растворителем. [c.391]

Выделение газа из раствора может произойти в зависимости от концентрации исходных ионов, константы электролитической диссоциации и его растворимости. Растворимость газа в отличие от растворимости жидкости и твердого вещества определяется давлением, под которым он находится. [c.49]

Теория электролитической диссоциации опиралась на предположение об отсутствии взаимодействия между растворенным веществом и растворителем. Представляя растворитель как совершенно индифферентную среду, эта теория рассматривала растворенное вещество как своеобразный газ, свойства которого описываются основными газовыми законами. Пока рассматривались очень разбавленные растворы, в которых молекулы отстоят друг от друга настолько далеко, что, как и в случае идеального газа, можно было пренебречь их взаимодействием, эта теория добивалась немалых успехов. Но стоило экспериментаторам обратиться к более или менее концентрированным растворам, как теория начинала буксовать . Вот почему пришлось вводить в такие поначалу простые и убедительные уравнения разные поправочные коэффициенты, а в саму теорию — ряд более или менее произвольных утверждений. И все равно, успехи теории электролитической диссоциации были весьма впечатляющими. Наиболее веские аргументы против упрощенного, чисто физического понимания растворов выдвигались русскими химиками, которые настойчиво проповедовали необходимость химического подхода к процессам растворения. [c.29]

Концентрационной зависимостью коэффициентов распределения газов, не отличающихся особо высокой растворимостью, обычно пренебрегают, используя данные по коэффициентам Бунзена или Оствальда и для парциальных давлений значительно меньше атмосферного. Следует, однако, учитывать, что для газов, проявляющих кислотно-основные свойства и подвергающихся электролитической диссоциации, концентрации, фигурирующие в законе распределения, относятся, строго говоря, к недиссоциированным свободным молекулам, а не к общему содержанию данного вещества в растворе. [c.157]

В свете теории электролитической диссоциации стали понятными некоторые стороны химического поведения электролитов в растворах. Так, она объяснила числа переноса И. В. Гитторфа (1824—1914) и закон Ф. Кольрауша (1840—1910) о постоянной подвижности ионов. Но вскоре после появления теории электролитической диссоциации обнаружились и некоторые ее серьезные недостатки. С. Аррениус рассматривал раствор, подобно смеси газов, в которой молекулы распределены беспорядочно и находятся в тепловом движении. Между тем в растворах электролитов ионы распределяются в известной степени упорядоченно благодаря взаимному притяжению, особенно в растворах сильных электролитов. Лишь в XX столетии были созданы теории сильных электролитов, учитывающие электростатическое взаимодействие между ионами. [c.169]

Исследования истинных растворов различных веществ в неводных растворителях и в сжиженных газах показали, что в них, помимо обычных ионов, предусматриваемых теорией электролитической диссоциации, имеются разнообразные ноны и молекулы, вызывающие аномалии в поведении этих растворов, которые не могут быть объяснены на основе существующих теорий 32—35]. Как показали исследования, указанные аномалии обусловлены взаимодействием молекул растворенного вещества с молекулами растворителя. [c.7]

Налить дистиллированную воду в пробирку, добавить 0,5 мл раствора лакмоида и пропустить ток углекислоты до изменения окраски раствора. Прекратить пропускание газа и прокипятить содержимое пробирки до изменения окраски. Выразить реакцию уравнением, учитывая равновесия термической и электролитической диссоциации угольной кислоты. [c.136]

Эта теория электролитической диссоциации, или ионная теория, не привлекала к себе особого внимания до 1887 г., когда была опубликована классическая работа Вант-Гоффа по теории растворов. Вант-Гофф показал, что уравнение состояния идеального газа, если заменить в нем давление газа осмотическим давлением, применимо к разбавленным растворам неэлектролитов однако в случае растворов электролитов обнаруживаются значительные отклонения. Так, например, осмотическое давление растворов соляной кислоты, хлоридов и гидратов окисей щелочных металлов, измеренное по понижению точки замерзания или другими методами, почти вдвое больше, чем то значение, которого можно было ожидать на основании газового закона. В некоторых случаях, например для растворов гидроокиси бария, сернокислого и щавелевокислого калия, отклонения были еще больше. Вант-Гофф не дал объяснения этим фактам, а ввел эмпирический множитель i в уравнение газового закона для растворов электролитов [c.34]

Второе упрощение, заключающееся в игнорировании взаимодействия между частицами растворенного вещества, ведет к неприложимости теории электролитической диссоциации к сильным электролитам. Идеальным раствором называется такой раствор, у которого, в частности, осмотическое давление Р может быть вычислено по закону идеальных газов [c.75]

Не вдаваясь в подробности рассмотренных явлений, отметим, что современные, исследования растворов различных веществ в неводных растворителях и в сжиженных газах показали в этих растворителях помимо ионов, предусматриваемых теорией электролитической диссоциации, имеются и другие ионы и молекулы. [c.9]

Установив, таким образом, закон осмотического давления и получив выражения для константы осмотического давления и температурной зависимости константы равновесия, Вант-Гофф поставил перед собою задачу нахождения путей определения величины I (еще до возникновения теории электролитической диссоциации). Он дает 4 способа определения этой величины 1) из определений растворимости газов 2) из определений упругости пара 3) из осмотического давления (изотонический коэффициент) 4) из температуры замерзания растворов. Он указывает, что, по его мнению, определение I из температур замерзания заслуживает предпочтения как по возможности точных определений, так и по приложимости этого метода к исследованию большого числа тел. [c.418]

Однако основное положение теории электролитической диссоциации, а именно признание существования в растворах свободных ионов , несущих определенные электрические заряды, возникло у Аррениуса лишь после ознакомления с работой Вант-Гоффа Химическое равновесие в системах газов и разведенных растворов . Аррениус сразу же понял, что аномальное возрастание осмотического давления в растворах электролитов вызвано распадом молекул на ионы. При этом каждый из образовавшихся ионов оказывает точно такое же действие, как и цельная молекула. [c.423]

Вскоре после появления теории электролитической диссоциации обнаружились и ее серьезные недостатки, о которых выше упоминалось. В дальнейшем оказалось, что эти недостатки вызваны односторонними механическими представлениями Аррениуса и Оствальда о состоянии ионов электролитов в растворах. Игнорирование химических отношений в растворах оказалось камнем преткновения при объяснении с помощью теории различных явлений. Аррениус рассматривал раствор подобно смеси газов, в которой молекулы различных газов распределены вполне беспорядочно и находятся в тепловом движении. Между тем, в растворах электролитов ионы подвержены взаимному притяжению и распределяются в известной степени упорядоченно, особенно в растворах сильных (концентрированных) электролитов. Игнорирование электростатического взаимодействия ионов и обусловило отмеченные отступления поведения растворов от теории Аррениуса. Лишь в XX в. были созданы теории сильных электролитов, учитывавшие электростатическое взаимодействие между ионами в растворах. [c.433]

Для определе ия зависимости между парциальным давлением SOj в газе и общи.м содержанием SOj в растворе С30, (<юш.) можно воспользоваться уравнением (6) и следующими уравнениями, вытекающими из теории электролитической диссоциации [c.37]

Более 100 лет назад французский ученый Бертолле сформулировал закон, согласно которому реакция обменного разложения идет до конца в том случае, если один из продуктов реакции получается в виде осадка или в виде газа и удаляется из сферы реакции. В настоящее время этот закон получил дальнейшее развитие и с точки зрения теории электролитической диссоциации может быть сформулирован так реакции в растворах электролитов идут до конца в том случае, если из находящихся в растворе ш ов образуются слабодиссоциирующие вещества (молекулы или комплексные ионы) или практически нерастворимые вещества, выделяющиеся из раствора в виде осадка или газа. [c.26]

Между ионизацией газа и электролитической диссоциацией растворов существует, однако, весьма существенное различие. Электролитическая диссоциация происходит вследствие взаимо- действия частиц растворителя и растворённого вещества. Положительные и отрицательные ионы в электролите состоят в каждом данном случае из совершенно определённых комплексов атомов (в том числе и отдельных атомов, например Ка+ и С1 в случае раствора поваренной соли). Эти комплексы во всех случаях являются составными частями молекул растворённого вещества, распавшихся при электролитической диссоциации. Концентрация ионов в электролите зависит от концентрации всего раствора в целом и от температуры и совершенно не зависит ни от силы тока, ни от напряжения, приложенного между электродами, опущенными в электролит. Убыль ионов каждого знака вследствие внгтрлрнтттт пу 11а- 1ПТ<1 № ролт> и происходящих [c.17]

Строго говоря, закон действующих масс применим лишь к идеальным газам и идеальным растворам, гюскольку при его выводе не учитываются силовые поля частиц. Опыт показывает, что он применим и к разбавленным растворам слабых электролитов и неэлектролитов. Так, например, константа электролитической диссоциации уксусной кислоты с изменением концентрации остается величиной постоянной. Но даже для очень разбавленных растворов сильных электролитов уравнение (IV.30) неприменимо [c.179]

Пример 3. Для абсорбционной очистки технологических газов от Oj и H2S используется 15 %-й водный раствор моно-этаиоламина (HO 2H4NH2). Рассчитайте степень электролитической диссоциации моноэтаиоламина в этом растворе, изотонический коэффициент раствора, концентрации ионов ОН и Н+ и активность ионов ОН" в нем. Плотность раствора принять равной 1004 кг/м . [c.161]

Врач и алхимик Теофраст Парацельс (1493—1541) писал в одной из своих книг, как он нагревал соли — нитраты некоего элемента-металла и получил порошок красного цвета — красный преципитат . Образование красного порошка сопровождалось выделением красно-бурого газа. Действуя на те же соли в водном растворе щелочью, Парацельс получил в одном случае желтый осадок, идентичный по составу с красным преципитатом , а в другом — осадок черного цвета. Все эти удивительные продукты при длительном прокаливании исчезали без следа, только свечи, стоявшие рядом с ретортами для прокаливания, горели необычно ярким пламенем... А еще Парацельс обнаружил, что красный и желтый осадки химически растворяются в соляной кислоте с образованием очень ядовитого соединения, хорошо растворимого в воде. Спустя 400 лет химики узнали, что это ядовитое вещество в растворе не подвергается сколько-нибудь заметной электролитической диссоциации. Что же получил Парацельс [c.71]

При исследовании процессов, происходящих при охлаждении коксового газа, конденсации, абсорбции и десорбции его компонентов, возникает необходимость определять большое число различных веществ, содержащихся в коксовом газе и в образующихся производственных растворах. К таким веещствам относятся не только компоненты коксового газа (аммиак, сероводород, двуокись углерода, цианистый водород, пиридиновые основания, фенолы, влага), но и продукты их взаимодействия и электролитической диссоциации (ионы аммония, сульфид и бисульфид, карбонат и бикарбонат, цианид, роданид и др.), а также вещества, входящие в состав поглотителей, используемых при очистке газа, и продукты взаимодействия поглотителей с компонентами коксового газа (серная и фосфорная кислоты, каменноугольное и нефтяное поглотительные масла). [c.59]

Хлороводород H I —газ при комнатной температуре. При равтво> ренни в воде и электролитической диссоциации образует кислый раствор, называемый хлороводородной кислотой (при массовой доле 36 % эту кислоту называют соляной). [c.178]

В третью пробирку добавить 7—8 капель 2 н. раствора едкого натра и, укрепив в штативе, опустить ее в водяную баню, нагретую почти до кипения. Подержать над пробиркой красную лакмусовую бумажку, смоченную водой. По изменению окраски лакмуса и по залаху определить, какой газ выделяется из пробирки. Написать ионное уравнение реакции его образования. На присутствие каких ионов в растворе двойной соли указывает эта реакция Учитывая результаты опыта, наиисать уравнение электролитической диссоциации соли Мора. Из каких двух солей может быть получена соль Мора Какие ионы дают эти соли при диссоциации [c.113]

После открытия вольтова столба и установления законов электролиза Фарадея стала медленно укрепляться идея, что многие вещества в растворе диссоциированы на ионы Гипотезы по этому вопросу были высказаны Гротгусом (1805), Уильямсоном (1851), Клаузиусом (1857), Гитторфом (1866—1869), Гельмгольцем (1882) и Адольфом Бартоли (1882), но они не дали настоящего решения этой проблемы, ограничившись качественной стороной. Заслуга правильной постановки вопроса принадлежит Сванте Аррениусу, который в статье Исследования гальванической проводимости электролитов (представленной в 1883 г. Стокгольмской академии наук в качестве резюме его докторской диссертации) не только высказал предположение, что электролитическая диссоциация вызывается растворителем в момент растворения соли, но и принял, что диссоциация усиливается с разбавлением. Кроме того, Аррениус отождествил химическую активность со степенью диссоциации на ионы, утверждая, что соединение тем более активно, чем больше оно диссоциировано на свои ионы. Ни докторская диссертация, ни только что упомянутая статья не получили благоприятного отклика в шведской научной среде, вследствие чего молодой Аррениус задумал публикацию обзора своих Исследований проводимости электролитов на французском языке. Именно в этот момент Аррениус познакомился с Оствальдом, тогда профессором в Риге, которого привлекла не только оригинальность теории Аррениуса, но и ее убедительность при объяснении многих явлений, характеризующих поведение вещества в растворе. По договоренности между Оствальдом, Аррениусом и еще одним молодым химиком, голландцем Бант-Гоффом (яркая оригинальность которого также вызвала нелюбовь к нему в официальных научных кругах), возник руководимый Оствальдом Журнал физической химии (1887) в первом номере его появилась знаменитая статья Вант-Гоффа об отношении между осмотическим давлением и давлением газов, статья Аррениуса о диссоциации растворенных в воде веществ (эта статья рассматривается как исток, от которого берет начало теория электролитической диссоциации) и статья Оствальда о термонейтральности растворов оснований и кислот. Это были первые шаги молодой физической химии Клеве, учителю Аррениуса в Швеции, казалось довольно-таки фантастичным предположение, что в водном растворе хлористого натрия существуют диссоциированные ионы хлора и натрия, не обнаруживая, по крайней мере частично, своих свойств. Но настойчивость Аррениуса и поддержка Оствальда и Вант-Гоффа помогли преодолеть это предубеждение. С другой стороны, теория Аррениуса получила экспериментальное подтверждение, достаточное дпя того, чтобы сломить любое противодействие. [c.399]

Некоторым возражением против теории электролитической диссоциации казалось следующее. Если в водном растворе, например, поваренной соли Na l, допустить самостоятельное существование частиц натрия и хлора, то возникает иногда такой вопрос почему этот натрий не разлагает с щипением воду и почему растворы поваренной соли ее имеют запаха, тогда как хлор обладает резким запахом Кажущееся противоречие объясняется тем, что в водных растворах Na I нет металлического натрия и газа хлора оба эти вещества находятся в состоянии ионов, несущих определенные электрические заряды. Электрический заряд ионов придает им особые свойства. В частности, ион натрия Na, находясь в воде, не разлагает ее, ион 1 бесцветен и не обладает запахом. [c.149]

В настоящее время известно, что это совпадение, которое убедило многих ученых в правильности теории Аррениуса, было в значительной мере случайным метод определения степени диссоциации по электропроводности неприменим к растворам солей, и эти растворы во всяком случае не подчиняются уравнению состояния идеальных газов. Тем не менее теория электролитической диссоциации с некоторыми видоизменениями является в настоящее время общепризнанной. Считается, что при растворении вещество, способное образовывать проводящий раствор в данном растворителе, самопроизвольно диссоциирует на ионы. Если растворенное вещество представляет собой соль, сильную кислоту или сильное основание, оно диссоциирует во многих случаях почти нацело при условии, что раствор не является слищком концентрированным ещества, сильно диссоциирующие и дающие с водой хорошо проводящие растворы, называются сильными электролитами Слабые кислоты и основания, например амины, фенолы, большинство органических кислот, некоторые неорганические кислоты и основания, в том числе синильная кислота и гидрат окиси аммония, а также некоторые соли, например хлорная и цианистая ртуть, диссоциированы дри обычных концентрациях лишь в незначительной TeneHH.L9TH вещества представляют собой слабые электролиты = С Соли слабых кислот и сильных оснований или слабых [c.36]

На солевой характер натрийалкилов указывает электролитическая диссоциация ацетиленида натрия в жидком аммиаке (при —33,5° С Ai76,4=12,8 Лю.боо=30,1). В процессе электролиза на катоде выделяется натрий, а на аноде — небольшие количества газа и углерод. При взаимодействии раствора ацетиленида с окисью этилена образуется алкоголят, который под воздействием кислот или солей сильных кислот и слабых оснований превращается в свободный бутинол. С использованием производных окиси этилена получен ряд алкинолов, являющихся производными ацетилена, которые можно применять в фармакологии, в качестве красителей и т. д. . [c.26]

Теория электролитической диссоциации. Механизм электропроводности металлов отличается от механизма электропроводности растворов электролитов. При пропускании тока через металлический провод никаких изменений с ним не происходит, а при прохождении электрического тока через раствор происходит химическое превращение растворенного вещества. Если опустить в раствор хлорной меди СиС1г угольные электроды, присоединенные к полюсам аккумулятора, и через раствор пропустить постоянный ток, то у электрода, соединенного с положительным полюсом аккумулятора, выделяются пузырьки удушливого газа — хлора, а электрод, соединенный с отрицательным [c.151]

Недостатки теории Аррениуса. Теория электролитической диссоциации Аррениуса, изложенная в 214 — 219 т. I, послужила мощным фактором развития современной физической химии. Представление о распадении электролитов на свцбодные ионы в растворе легло в основу многих современных взглядов и было затем с успехом распространено на кристаллические тела, на газы и на химические процессы. Однако та количественная обработка, которую Аррениус дал своей теории, не всегда отвечает действительному положению вещей, В гл. 19 мы познакомились с разнообразными примерами равновесия между ионами и иедиссоциированными молекулами в растворе, которые прекрасно подчиняются обычным термодинамическим зависимостям, если в них вводить концентрации ионов, определяемые способами теории А р ре н и уса ( 92—103 этого тома). При ближайшем рассмотрении оказывается однако, что такое согласие имеет место лишь для слабых электролитов и нарушается во всех случаях, когда мы имеем дело с сильными электролитами. Ряд других положений, вытекающих из теории Аррениуса, также не оправдывается опытом, как только мы переходим к сильным электролитам. В подтверждение этого рассмотрим несколько характерных примеров. [c.309]