Закон разведения Оствальда

Если a << 1, то

упрощенная формула

закона Оствальда -

a - уменьшается с увеличением концентрации.

Многоосновные слабые кислоты и основания диссоциируют ступенчато:

1 ст.: H₂SО₃ Û Н⁺ + HSО₃ ^- К _Д1 = 1,7×10^-2.

2 ст.: HSО₃ ^- Û H⁺ + SО₃^{2 -} К _Д2= 6,3×10^-8.

раствор имеет сложный ионно-молекулярный состав.

Сильные электролиты диссоциированы полностью:

CaCl₂ ® Ca²⁺ + 2Cl^-

Al₂(SO₄)₃ ® 2Al³⁺ + 3SО₄^2-

С_ионов большая Þ свойства зависят от взаимодействия ионов друг с другом и с молекулами Н₂О.

П.Дебай и Э.Хюккель –1923г - ион окружен противоположно заряженными ионами – ионная атмосфера

Чем С_{электролита} Þ среднее расстояние между ионами Þ образование ионных пар.

Ионная сила раствора I -количественная характеристика межионного взаимодействия:

c_i – концентрация i -иона

z_i - заряд i -иона

g ¹ 1 Þ активность а =g×с.

Для электролита А _n В _m

Средний коэффициент активности электролита g _± - среднее геометрическое коэффициентов активности образующих его ионов:

для раствора Аl₂(SО₄)₃

g _i - зависят от: 1) природы растворителя и

растворенного вещества;

2) концентрации раствора;

3) температуры.

Концентрация моль/1000г H2O	g электролитов
NaCl	KCl	NaOH	KOH	HCl	H2SO4	CaCl2
0,001 0,01 0,1 0,5 1,0 2,0 5,0	0,965 0,874 0,778 0,681 0,657 0,668 0,874	0,966 0,901 0,769 0,651 0,607 0,576 -	0,966 0,900 0,776 0,693 0,679 0,700 1,060	0,966 0,900 0,766 0,712 0,735 0,683 1,670	0,966 0,904 0,796 0,758 0,809 1,010 2,380	0,830 0,544 0,265 0,156 0,132 0,128 0,208	0,840 0,580 0,518 0,448 0,500 0,792 0,890

· в области высококонцентрированных растворов Þ единицы, десятки и даже сотни.

· в области разбавленных растворов Þ к 1

· в области разбавленных растворов (ниже 0,1 моль/л) g зависят от концентрации и заряда ионов и мало зависят от природы растворенных веществ.

Ионы	Коэффициент активности для ионной силы
0,001	0,01	0,02	0,05	0,07	0,1
водорода Однозарядные Двухзарядные Трёхзарядные	0,98 0,98 0,77 0,73	0,92 0,92 0,58 0,47	0.90 0,89 0,50 0,37	0,88 0,85 0,50 0,37	0,86 0,83 0,36 0,25	0,84 0,80 0,30 0,21

Задача

Определить активность ионов в 0,01 М растворе СаСl₂.

СаCl₂ ® Ca ²⁺ + 2Cl^-

С моль/л: 0,01 0,012×0,01 моль/л

=1/2(0,01×4+0,02×1)= 0,03

а =

Коэффициент активности g находят:

1)по таблице: I = 0,03 Þ » 0,47; » 0,87.

а = = 0,47×0,01 = 4,7×10^-3 (моль/л)

= = 0,87×0,02 = 1,74×10^-2 (моль/л).

2) по формулам:

если I £ 0,01

если 0,1 > I > 0,01

если I» 1

Вода - очень слабый электролит:

Н₂О + Н₂О Û Н₃О⁺ + ОН^-

самоионизация

молизация

Н₂О Û Н⁺ + ОН^-; D H ⁰ _298дисс = 55,9 кДж

D S ⁰_{298 дисс} = -80,48 Дж/К

=1,8×10^-16 при 25^оС

а _Н2О = const

ионное произведение Н₂О:

D G⁰_дисс= D Н⁰_дисс - ТD S⁰_дисс =-RTlnK_W

lnK_W =-55900/8,31×298 - 80,48/8,31×298

K_W = 10^-14

K³⁹⁸_W = 74×10^-14

моль/л

ионы Н⁺ - носители кислотных свойств

ионы ОН^- - носители основных свойств.

Прологарифмируем ионное произведение Н₂О

lgK_W= lga_H+ + lga_OH- = -14

пусть - lga_H+ = рН – водородный показатель

-lga_OH- = рОН - показатель ионов ОН^-

логарифмическая форма ионного произведения Н₂О:

при 295 К

среда	СН+, моль/л	СОН-,моль/л	рН
Нейтральная	10-7	10-7
Кислая	>10-7	<10-7	<7
щелочная	<10-7	>10-7	>7

а) для кислот: а _{Н +} » с_Н+ рН» - lg с_Н+

Þ Þ Þ рН = -lg с _Н+

б) для оснований: а _ОН-» с_ОН- рОН» - lg с_ОН-

Þ рН = 14 + lgс_{OH -}

а) для кислот:

I_р-ра = 0,5× å (с_i ×_×z²_i ) Þ g_Н+ (по таблице или формуле) Þ а _{Н +} = g_Н+ ×с_Н+ Þ рН = -lg а _{Н +}

б) для оснований:

I_р-ра = 0,5× å (с_i ×_×z²_i ) Þ g_OН-(по таблице или формуле) Þ а _{ОН - =} g_ОН-×с_ОН- Þ рН = 14 + lg а _{ОН -}