Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Процесс распада электролитов на ионы под действием раство­рителя называется электролитической диссоциацией или иони­зацией.

Читайте также:
  1. A. ненормальный ход родового процесса, родо­вые травмы
  2. A. распада деятельности психической и болезненных свойств личности, и пр.
  3. CISC и RISC-процессоры
  4. CTR иногда называется «откликом» или коэф­фициентом проходимости. Обычно выражается в процентах и является од­ним из самых популярных способов измерения эффективности рекламы.
  5. D. как завершающий этап сукцессионного процесса
  6. I. Определение эпидемического процесса и методологическое обоснование разделов учения об эпидемическом процессе.
  7. I. Определение эпидемического процесса и методологическое обоснование разделов учения об эпидемическом процессе.
  8. IBM рассказала о процессоре Power7
  9. IBM рассказала о процессоре Power7
  10. II Разновидности производственных процессов

Способностью проводить ток обладают водные растворы кислот, оснований, солей. Не проводят ток водные растворы газов, сахара, спирта, глицерина и др.

Морская вода представляет собой электролит – почти полностью ионизированный раствор различных солей – и благодаря этому является достаточно хорошим проводником электрического тока.

Электропроводность водных растворов кислот, оснований и солей объясняет теория электролитической диссоциации, разработанная в 1887 г. шведским ученым Сванте Аррениусом. В совершенствовании этой теории большое значение имели труды русских ученых, особенно И. А. Каблукова.

Основные положения теории электролитической диссоциации следующие:

 

1. Электролиты с ионной или полярной структурой при растворении в воде частично или полностью распадаются на ионы. У кислот, оснований и солей положительно заряженными ионами являются атомы водорода и металлов, а отрицательными – кислотные и водные остатки. Например, молекула хлористого натрия NaCl распадается на положительно заряженный ион натрия N+ и отрицательно заряженный ион Cl-.

2. Отличаясь от нейтральных атомов или молекул наличием заряда, ионы обладают и совершенно иными свойствами.

Например, ион водорода содержится в растворе в большом количестве, в то время как газообразный водород почти нераство­рим в воде; ион натрия, находясь в растворе, не действует на воду, а металлический натрий бурно реагирует с водой, образуя едкий натр; ион хлора не имеет ни запаха, ни цвета, ни других свойств газообразного хлора, являющегося отравляющим веществом.

3. Ионы в растворе свободно и беспорядочно передвигаются в разных направлениях, но при включении раствора электролита в электрическую цепь положительные ионы движутся к отрицательному электроду, а отрицательные ионы – к положительному, т. е. ток переносится ионами; сила тока есть суммарный результат движения положительных и отрицательных ионов.

Из основных положений теории электролитической диссоциации следует, что распад молекул на ионы происходит не под влиянием тока, а при растворении электролитав воде; действие же тока на раствор заключается лишь в перемещении ионов к электродам.

Совершая в растворе беспорядочное тепловое движение, ионы сталкиваются между собой и благодаря разноименным зарядам вновь соединяются в молекулы. Таким образом, одновременно с распадом молекул на ионы (ионизация) в растворе происходит и обратное соединение ионов в молекулу (моляризация).

В то время как скорость диссоциации по мере распада молекул уменьшается, скорость обратного процесса – моляризации – увеличивается. Когда скорости обоих процессов сравняются, наступит состояние равновесия, при котором количество недиссоциированных молекул и ионов остается постоянным. Таким образом, диссоциация не доходит до конца – это обратимый процесс.

Не все электролиты обнаруживши одинаковую способность к диссоциации. Отношение числа диссоциированных молекул к общему числу растворенных молекул называется степенью диссоциации электролита.

Например, если из 100 молекул NaCl, растворенных в воде, 65 диссоциировало на ионы, то степень диссоциации равна 0,65, или 65%.

Степень диссоциации зависит как от природы электролита, так и от концентрации раствора: при разведении раствора степень диссоциации электролита увеличивается. Для каждого электро­лита степень диссоциации определяют путем измерения электро­проводности раствора или другими методами

По степени диссоциации электролиты подразделяются на сильные и слабые.

Сильными называют электролиты, молекулы которых хорошо диссоциируют на ионы, степень диссоциации превышает 30–40%. К ним относятся кислоты (соляная, азотная, серная), основания (едкий натр, едкий калий, гидроокись кальция и бария), кроме гидроокиси аммония, и почти все соли.

Слабыми называют электролиты, молекулы которых лишь частично распадаются на ионы, степень диссоциации менее 30–40%. К ним относятся некоторые кислоты (уксусная, угольная, борная, сероводородная), все труднорастворимые в воде основания (гидроокись аммония) и некоторые соли (хлорид серебра).

 

При смешении двух электролитов в реакцию вступают не молекулы, а их ионы. Такие реакции называют ионными, а для того, 'выразить сущность таких реакций, пользуются ионными уравнениями. При составлении ионных уравнений записывают сна-Й?$авнение реакции в молекулярном виде:

AgNO3+NaCI=NaNO3+jAgCl.

особенностью обратимых реакций является то, что исходные ве­щества расходуются не полностью и реакция идет до определен­ного предела, а затем как бы останавливается. В реакции между азотнокислым серебром и хлористым натрием, несмотря на то, что образующийся AgCl выпадает в осадок, часть его вновь пере­ходит в раствор в виде ионов Ag+ и С1", В результате в ионных растворах наблюдаются одновременно две противоположные реак­ции: одна направлена в сторону образования продуктов реакции (слева направо), другая направлена в сторону распада продуктов реакции на ионы (справа налево).

Реакция, протекающая слева направо, называется прямой и обозначается ->-, противоположная реакция называется обратной и обозначается ■*-.

Таким образом, реакцию образования AgCl необходимо изо­бражать так:

Na++ СГ+Ag++

NO3

AgCl,

или

J

Химические реакции могут протекать с различными скоро­стями. В одних случаях реакция протекает мгновенно, в других длится годы и столетия. Скорость каждой реакции зависит как от природы вещества, так и от тех условий, в которых она проте­кает (концентрация, температура, давление, присутствие катали­заторов и др.). Так как вещества реагируют друг с другом в эк­вивалентных количествах, то о скорости реакции можно судить по изменению концентрации любого из реагирующих веществ.

Скорость химической реакции при постоянной температуре и постоянном давлении пропорциональна произведению ионных кон­центраций реагирующих веществ.

Это очень важное положение было установлено в 1867 г. нор­вежскими учеными Гульдбергом и Вааге и получило название закона действующих масс.

Этот закон вытекает из следующего заключения: чем больше ионов в растворе, тем больше вероятность столкновения между ними и тем больше в одно и то же время образуется продуктон реакции. В нашем примере при смешивании NaCl с AgNO3 нами нается взаимодействие, в результате которого образуется моле кула AgCl. В то же время с момента появления в смеси молекул AgCl возникает обратная реакция. Вначале скорость прямом р< акции ввиду большой концентрации ионов реагирующих веществ будет больше скорости обратной реакции. Но по мере течения реакции концентрация веществ уменьшается и скорость прямой реакции становится все меньше, а скорость обратной увеличим

ется, так как увеличивается количество молекул AgCl. НаК(......

Наступает момент, когда скорости обеих реакций становятся |'"..... ill i\iu единицу времени образуется столько М" |

........ р • I ил ионы Ли1 м С1-.

I

Такое состояние системы реагирующих веществ, при котором скорости прямой и обратной реакций равны, называется химиче­ским равновесием, а для водных растворовионным равновесием.

Ионное равновесие обусловливается не прекращением реакции, а равенством скорости двух противоположных процессов и, по существу, является динамическим равновесием. Такое равновесие может сохраняться как угодно долго при неизменных условиях, но стоит изменить их, как равновесие нарушается.

Выразим условия наступления равновесия в математической форме, которая фактически является математической формулиров­кой закона действующих масс.

Возьмем обратимую реакцию, выраженную уравнением общего вида

где А и В — два вещества, участвующие в реакции, из которых образуются вещества С и D.

Обозначим концентрацию этих веществ в грамм-молярной или i рамм-ионной форме (в одном литре растворена грамм-молекула исщества) соответственно

[А], [В\ и \С\, [D].

Скорость прямой реакции V\, обратной V2. Так как скорость ими пропорциональна произведению реагирующих веществ......... гвующих масс), то для прямой реакции

........1.........

Ь\\А\\в\

.....|'<[>ц и и. и I nponoj......жальности, величина, постоянная

||......и реви...... ЕСЛИ примять, что it реакции взято по одной

1скулс [А] и \Н\, то V = k, т. е. коэффициент показывает, 'I 'I.H и. грамм молекулы вещества прореагировала в данной 1НЦИН в единицу времени. Коэффициент k можно назвать еще

чиной скорости.

||рИ установившемся равновесии скорости обеих реакций (иря-братной) равны:

Vx = kx[A] [B], V2=k2\C\ [£>], kx\A\\B\=k2\C\[D\,

ft, [C] |ni

A, | I | \li\-

и fei и k2 — величины постоянные, то их отношение. ■тся величиной посто!........I котория навышиетси ком

 

стантой равновесия и обозначается буквой К:

тогда

[С] \Р] W [В]

К.

Смысл этого выражения можно сформулировать так: при об­ратимых реакциях (при данной температуре и давлении) равно­весие наступает тогда, когда отношение произведения концентраций образующихся веществ к произведению концентраций вступаю­щих в реакцию веществ станет постоянной для данной реакции величиной.

Например, для реакции взаимодействия Ag+ и СЬ константа равновесия будет иметь следующий вид:

[AgCl]

[Ag+J [CI-]

[C1-] •

Знание закона действующих масс позволяет управлять тече­нием химических реакций и, если известна величина К, произво­дить количественные расчеты концентраций компонентов равно­весной сйстейы.

Из закона действующих масс выводится важное понятие — ионное произведение, или произведение растворимости, которое показывает, что, если меняется концентрация одного из ионов, то должно измениться в обратной зависимости содержание дру­гого. Это позволяет рассчитывать концентрацию иона малораство­римой соли по известной концентрации другого иона.

Возьмем равновесие:

Применим к этому равновесию закон действующих масс:

^" [BaSO4l '

Принимая [HaSOd в насыщенном растворе за величину посто-мнимп п Д1П1Н1.1Х yivioniiHx, поронггем ее в левую часть равенстнп:

A |».*iU-|11«""||ЧО5 I.

 




Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 116 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав