Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Константа диссоциации

Электролитическая диссоциация (ионизация) – это распад вещества на ионы под действием растворителя.

Электролиты – вещества, которые распадаются в воде, в других полярных жидкостях или расплавах на частицы (ионы), способные проводить электрический ток.

Кислоты – электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только катионы водорода:

HNO₃ D H⁺ + NO ; H₂SO₄ D 2H⁺ + SO .

Основания – электролиты, при диссоциации которых из анионов образуются только гидроксид-анионы. Например, гидроксид натрия диссоциирует с образованием катионов натрия и гидроксид-анионов: NaOH D Na⁺ + ОН ; Ca(OH)₂ D Ca²⁺ + 2ОН .

Соли – электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов и анионы кислотных остатков:

Cu(NO₃)₂ D Cu²⁺ + 2NO ; KCl D K⁺ + Cl .

Для количественной характеристики диссоциации электролита при данных условиях используют степень диссоциации α – отношение числа распавшихся на ионы молекул к общему числу молекул электролита. Степень диссоциации электролита определяется эмпирически и выражается в долях единицы или в процентах. Если α=0, то диссоциация отсутствует, а если α=1, или 100 %, то электролит полностью распадается на ионы. Если же α=0,3, то это означает, что из 100 молекул данного электролита 30 распалось на ионы. Степень диссоциации зависит от природы растворителя и растворенного вещества, от температуры, от концентрации.

По степени диссоциации электролиты делятся на сильные и слабые.

Вещества, молекулы которых хорошо распадаются на ионы, называются сильными электролитами.

К ним относятся некоторые кислоты: HCl, HBr, НI, H₂SO₄, HNO₃, HClO₄; основания металлов I-А группы и щелочноземельных металлов: NaOH, KOH, LiOH, CsOH, Са(OH)₂, Sr(OH)₂, Ва(OH)₂; все соли: CuSO₄, Li₂CO₃, K₂S, FrCl, CsNO₃, MnCO₃, MnS, AgBr, PbCO₃, FeF₂, CuS, BaCO₃ и др.

Слабые электролиты – вещества, молекулы которых неполностью распадаются на ионы, т.е. в растворе могут присутствовать как ионы, так и нераспавшиеся молекулы. К ним относится вода Н₂О, ряд кислот: HF, H₂S, H₂CO₃, H₃PO₄, H₂SO₃, H₂SiO₃, CH₃COOH, HCN, HSCN; основание NH₄OH и практически все гидроксиды p - и d -металлов, например: Cu(OH)₂, Al(OH)₃, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Pb(OH)₂, Cr(OH)₃ и др.

Слабые многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, последовательно отщепляя один ион Н⁺ за другим.

Например, диссоциация угольной кислоты будет проходить в две ступени, образуя на первой ступени гидрокарбонат-ион, а на второй – карбонат-ион:

1. Н₂СО₃ D Н⁺ + НСO K ₁

2. НСО D Н⁺ + СО K ₂

------------------------------------------------------------

Н₂СО₃ D 2Н⁺ + СО .

Слабые основания многозарядных катионов также диссоциируют ступенчато последовательно, отщепляя один ион OН за другим. Например, гидроксид железа (III) будет диссоциировать в три ступени:

1. Fe(ОH)₃ D Fe(ОH)₂⁺ + OH K ₁

2. Fe(ОH)₂⁺ D Fe(ОH)²⁺ + OH K ₂

3. Fe(ОH)²⁺ D Fe³⁺ + OH K ₃

Fe(ОH)₃ D Fe³⁺ + 3 OH .

Каждая ступень диссоциации характеризуется своей константой диссоциации.

Константа равновесия электролитической диссоциации слабого электролита называется константой диссоциации или константой ионизации. Константа диссоциации зависит от природы растворенного вещества и растворителя, температуры, не зависит от концентрации. Значения констант диссоциации – табличные данные.

Константа диссоциации характеризует силу электролита.