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Der Grad der Dissoziation von schwachen und starken Elektrolyten

Der Begriff "Dissoziation" in der Chemie und Biochemiezeigt den Prozess der Zersetzung von chemischen Verbindungen in Ionen und Radikale. Dissoziation ist das Gegenteil von Assoziation oder Rekombination und ist reversibel. Die quantitative Bewertung der Dissoziation erfolgt unter Verwendung eines solchen Wertes wie der Dissoziationsgrad. Es hat die Buchstabenbezeichnung α und charakterisiert in der Dissoziationsreaktion, die in homogenen (homogenen) Systemen auftritt, die Gleichung: KA ↔ K + A, ein Gleichgewichtszustand. KA - das sind Teilchen der ursprünglichen Substanz K und A - das sind kleine Teilchen, in die größere Teilchen einer Substanz durch Dissoziation zerfallen. Daraus folgt, dass das System dissoziierte und nicht dissoziierte Partikel enthält. Wenn wir akzeptieren, dass n Moleküle zerfallen sind, aber N Moleküle nicht zerfallen sind, können diese Werte zur Quantifizierung der Dissoziation verwendet werden, die in Prozent berechnet wird: α = n • 100 / N oder in Bruchteilen einer Einheit: α = n / N.

Das heißt, der Grad der Dissoziation ist das Verhältnisdissoziierte Partikel (Moleküle) homogenes System (Lösung) die Anfangsmenge an Partikeln (Moleküle) in dem System (Lösung). Wenn bekannt ist, dass α = 5%, bedeutet dies, dass nur 5 von 100 Moleküle der anfänglichen Moleküle in Form von Ionen sind und die restlichen 95 Moleküle nicht zersetzen. Für jede einzelne Substanz α wird, wie es von der chemischen Natur des Moleküls abhängt und auch von der Temperatur und von der Menge an Substanzen, die in einem homogenen System (Lösung), das heißt von seiner Konzentration. Starke Elektrolyte, die umfassen bestimmte Säuren, Basen und Salze in der Lösung dissoziieren vollständig in Ionen, aus diesem Grund sind nicht geeignet für die Untersuchung Dissoziationsprozess. Daher ist für die Untersuchung von schwachen Elektrolyten aufgebracht, die Moleküle dissoziiert in Ionen in der Lösung nicht vollständig ist.

Für die reversible Dissoziationsreaktion konstantDie Dissoziation (Cd), die den Gleichgewichtszustand kennzeichnet, wird durch die Formel: Cd = [K] [A] / [KA] bestimmt. Wie die Konstante und der Dissoziationsgrad zusammenhängen, kann am Beispiel eines schwachen Elektrolyten betrachtet werden. Basierend auf dem Verdünnungsgesetz von Ostwald wird alles logische Denken aufgebaut: Cd = c • α2, wobei c die Konzentration der Lösung ist (in diesem Fall c = [KA]). Es ist bekannt, dass 1 mol der Substanz im Volumen der V dm3-Lösung gelöst ist. Im Anfangszustand kann die Konzentration der Moleküle der Ausgangssubstanz ausgedrückt werden: с = [КА] = 1 / V mol / dm3, und die Ionenkonzentrationen betragen: [К] = []] = 0 / V mol / dm3. Beim Erreichen des Gleichgewichts ändern sich ihre Werte: [KA] = (1 - α) / V mol / dm3 und [K] = [A] = α / V mol / dm3, dann Kd = (α / V · α / V) / (1 - α) / V = ​​α2 / (1 - α) · V. Es wird der Fall eines etwas dissoziierenden Elektrolyten betrachtet, dessen Dissoziationsgrad (α) gegen Null geht und das Volumen der Lösung kann in Form einer bekannten Konzentration ausgedrückt werden: V = 1 / [KA] = 1 / s. Dann kann die Gleichung umgewandelt werden: Cd = α2 / (1 - α) • V = α2 / (1 - 0) • (1 / s) = α2 • s und durch Extrahieren der Quadratwurzel des Bruchteils Cd / s können Sie den Grad der Dissoziation berechnen α. Dieses Gesetz gilt, wenn α viel kleiner als 1 ist.

Für stärkere Elektrolyte in größerem Umfangder Begriff scheinbarer Dissoziationsgrad ist angemessen. Sie ergibt sich aus dem Verhältnis der scheinbaren Anzahl dissoziierter Teilchen zum realen Teilchen oder aus der Formel zur Bestimmung des isotonischen Koeffizienten (als Vant-Hoff-Faktor bezeichnet und zeigt das wahre Verhalten der Substanz in Lösung): α = (i - 1) / (n - 1). Hier ist i der isotonische Koeffizient und n die Anzahl der gebildeten Ionen. Für Lösungen, deren Moleküle vollständig in Ionen zerfallen, geht α ≤ 1 und mit abnehmender Konzentration immer mehr gegen 1. All dies wird durch die Theorie der starken Elektrolyte erklärt, die besagt, dass die Bewegung von Kationen und Anionen zerfallender Moleküle eines starken Elektrolyten aus mehreren Gründen behindert wird. Erstens: Ionen sind von Molekülen eines polaren Lösungsmittels umgeben, diese elektrostatische Wechselwirkung nennt man Solvatation. Zweitens: Gegensätzlich geladene Kationen und Anionen bilden in Lösung Assoziate oder Ionenpaare aufgrund der Wirkung von gegenseitigen Anziehungskräften. Assoziierte verhalten sich wie undissoziierte Moleküle.

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