Диссоциация сильных электролитов настолько отличается от слабых, что была объяснена только через 40 лет после опубликования гипотезы Аррениуса.
Суть диссоциации сильных электролитов заключается в том, что они диссоциируют полностью, необратимо:
AB = A+ + B-.
Истинная степень диссоциации сильных электролитов равна всегда 100 % (1,0 доли ед.).
В растворах сильных электролитов ионов очень много (особенно при повышенных концентрациях). Отсюда две особенности растворов сильных электролитов:
· расстояния между ионами очень малы, иногда всего в 2-3 раза больше, чем в кристаллической решетке;
· количество ионов электролита соизмеримо с количеством молекул воды, и поэтому не все ионы могут быть гидратированы молекулами воды.
В силу этих двух особенностей каждый ион в растворе сильного электролита окружён ионами противоположного заряда, так называемой, " ионной атмосферой ".
Ионная атмосфера приводит к тому, что между ионами разных зарядов возникают силы притяжения, а между ионами одного заряда - силы отталкивания. Поскольку все ионы равноценны, то любой из них можно считать центральным в его ближайшем окружении, то – есть ионной атмосфере.
|
|
Понятием ионной атмосферы объясняют поведение ионов в растворе сильных электролитов. В растворах сильных электролитов ионы мешают друг другу принимать участие в физических и химических процессах. Кажущаяся степень диссоциации (αкаж.) отражает то количество активных ионов, которые принимают участие в химических и физических процессах. Поэтому αкаж. всегда меньше 100 % (1,0).
Под активностью понимается та часть ионов, которая приняла участие в физических и химических процессах, то - есть понятно, что активность всегда меньше концентрации. Поэтому αкаж< αист.
Активность и концентрация связаны между собой коэффициентом активности γ
a = γ .c.
Коэффициент активности - отношение экспериментальной величины к теоретической:
γ = экспериментальная величина/теоретическая величина.
Коэффициент активности некоторых электролитов в растворах приведены в табл. 2.
Таблица 2
Концентрация раствора | Коэффициент активности | |
NaCl | H2SO4 | |
0,001М | 0,965 | 0,830 |
0,01М | 0,874 | 0,544 |
0.1М | 0,778 | 0,265 |
1М | 0,657 | 0,138 |
В случае разбавленных растворов (для CB< 0,1М) коэффициент активности близок к единице, поэтому для разбавленных растворов сильных электролитов можно пользоваться понятием концентрации.
Если же растворы концентрированные, приходится пользоваться понятием активности.
Коэффициент активности раствора электролитов равен средней геометрической величине активности образовавших его ионов.
|
|
Так, для электролитов An Bm:
.
Кажущаяся степень диссоциации учитывает активные ионы, принявшие участие в физических и химических процессах.
Истинная степень диссоциации сильных электролитов всегда равна 1,0, кажущаяся степень диссоциации возрастает с повышением температуры раствора и понижением концентрации раствора.
Кажущаяся степень диссоциации связана с изотоническим коэффициентом соотношением
αкаж. = i-1 / n-1,
где n - количество ионов, на которые диссоциирует данный электролит.