/ Stupanj disocijacije slabih i jakih elektrolita

Stupanj disocijacije slabih i jakih elektrolita

Izraz "disocijacija" u kemiji i biokemijioznačava proces raspada kemijskih spojeva u ione i radikale. Disocijacija je suprotnost udruživanju ili rekombinaciji i reverzibilna je. Kvantifikacija disocijacije provodi se uporabom takve količine kao što je stupanj disocijacije. Ima slovnu oznaku α i karakterizira reakciju disocijacije koja se događa u homogenim (homogenim) sustavima prema jednadžbi: KA ↔ K + A, ravnotežno stanje. KA su čestice početne tvari, K i A su male čestice u koje su se veće čestice tvari raspadale kao rezultat disocijacije. Iz čega proizlazi da će se u sustavu pojaviti disocirane i nedisocirane čestice. Ako pretpostavimo da je n molekula propadlo, a N molekule nisu propadle, tada se ove vrijednosti mogu upotrijebiti za kvantificiranje disocijacije, koja se izračunava u postotku: α = n • 100 / N ili u djelovima jedinice: α = n / N.

Odnosno, stupanj disocijacije je omjerdisocirane čestice (molekule) homogenog sustava (otopine) do početnog broja čestica (molekula) u ovom sustavu (otopini). Ako je poznato da je α = 5%, to znači da je samo 5 molekula od 100 izvornih molekula u obliku iona, a preostalih 95 molekula ne propada. Za svaku određenu tvar, α će biti individualan, jer ovisi o kemijskoj prirodi molekule, temperaturi i količini tvari u homogenom sustavu (u otopini), odnosno o njegovoj koncentraciji. Jaki elektroliti, koji uključuju neke kiseline, baze i soli, u otopini se potpuno raspadaju u ione, zbog čega nisu prikladni za proučavanje procesa disocijacije. Zbog toga se za istraživanje koriste slabi elektroliti čiji molekuli se u otopini potpuno ne disociraju u ione.

Za reverzibilnu reakciju disocijacije, konstantadisocijacija (Cd), koja karakterizira stanje ravnoteže, određuje se formulom: Cd = [K] [A] / [KA]. Kako se konstanta i stupanj disocijacije međusobno povezuju, može se uzeti u obzir kao primjer slabog elektrolita. Na temelju Ostwaldovog zakona o razrjeđivanju grade se svi logički zaključci: Kd = c • α2, gdje je c koncentracija otopine (u ovom slučaju c = [KA]). Poznato je da se 1 mol neke tvari otopi u volumenu otopine V dm3. U početnom stanju koncentracija molekula polaznog materijala može se izraziti: c = [KA] = 1 / V mol / dm3, a koncentracija iona bit će: [K] = [A] = 0 / V mol / dm3. Po postizanju ravnoteže, njihove vrijednosti se mijenjaju: [KA] = (1 - α) / V mol / dm3 i [K] = [A] = α / V mol / dm3, tada je Kd = (α / V • α / V) / (1 - α) / V = ​​α2 / (1 - α) • V. Razmatra se slučaj malo disocijacijskih elektrolita, čiji se stupanj disocijacije (α) približava nuli, a volumen otopine može se izraziti u poznatoj koncentraciji: V = 1 / [KA] = 1 / s. Tada se jednadžba može transformirati: Cd = α2 / (1 - α) • V = α2 / (1 - 0) • (1 / s) = α2 • s, a, uzimajući kvadratni korijen iz frakcije Cd / s, možemo izračunati stupanj disocijacije α. Ovaj zakon vrijedi ako je α mnogo manji od 1.

Za jake elektrolite u većoj mjeriizraz prividni stupanj disocijacije je prikladan. Pronalazi se kao odnos prividne količine disocijacijskih čestica prema stvarnoj ili iz formule za određivanje izotoničkog koeficijenta (naziva se Vant-Hoff-ovim faktorom i pokazuje stvarno ponašanje tvari u otopini): α = (i - 1) / (n - 1). Ovdje je i izotonički koeficijent, a n je broj formiranih iona. Za otopine čije su se molekule potpuno raspadale u ione, α ≈ 1, a sa smanjenom koncentracijom, α teži sve više i više. Sve to objašnjava teorija jakih elektrolita koja kaže da je kretanje kationa i aniona propadajućih molekula jakog elektrolita ometano iz više razloga. Prvo: ioni su okruženi molekulama polarnog otapala, ova elektrostatička interakcija naziva se solvacija. Drugo: kationi i anioni sa suprotnim nabojem u otopini tvore pridružene ili ionske parove uslijed djelovanja sila međusobnog privlačenja. Suradnici se ponašaju na isti način kao i neodvojivi molekuli.

volio:
0
Popularni postovi
Duhovni razvoj
hrana
y