Равновесие в растворах слабых электролитов
ЛЕКЦИЯ 14
Пусть имеется раствор слабого электролита, диссоциация которого происходит в соответствии с уравнением:
. (171)
Если исходная концентрация данного электролита , а степень диссоциации – , то при установившемся равновесии:
– концентрация недиссоциированных молекул ;
– концентрация катионов ;
– концентрация анионов .
В соответствии с законом действия масс константа диссоциации реакции (171) равна:
.
Преобразуем: . (180)
где ;
– константа равновесия, которая зависит от температуры и природы растворителя, но не зависит от концентрации электролита.
Уравнение (180) выражает закон разведения (разбавления) Оствальда: с уменьшением концентрации электролита в растворе (ростом разбавления) степень диссоциации увеличивается.
Бинарным называют электролит, при диссоциации которого образуются два иона (катион и анион).
Для бинарного 1,1 – электролита закон разведения Оствальда запишется:
. (181)
Зависимость константы диссоциации слабого электролита от температуры выражается уравнением изохоры:
. (125)
Поскольку процесс диссоциации эндотермический (теплота диссоциации ), то с повышением температуры и всегда увеличиваются.
Закон разведения Оствальда применим только для разбавленных растворов, свойства которых близки к свойствам идеальных растворов. В концентрированных растворах возрастают силы электростатического взаимодействия ионов и возникают значительные отклонения от свойств идеальных растворов. Поэтому для описания равновесий в таких растворах вместо концентраций компонентов необходимо применять активности:
, (182)
где – термодинамическая константа диссоциации зависит от температуры и не зависит от концентрации;
– средний ионный молярный коэффициент активности;
– коэффициент активности недиссоциированных молекул.