Теория сильных электролитов. Ионная сила

Теория сильных электролитов. Ионная сила

Сильные электролиты полностью диссоциируют на ионы. В водных растворах сильных электролитов существуют простые или сольватированные катионы и анионы.Опытным путем найдено, что электропроводность водных растворов сильных электролитов не эквивалентна той электропроводности, которую можно было бы ожидать при 100%-ной диссоциации молекул на ионы. Такое несоответствие объясняется теорией сильных электролитов, предложенной Дебаем и Хюккелем. Согласно этой теории, в растворах сильных электролитов между ионами существует электростатическое взаимодействие. Каждый ион окружен ионной атмосферой из противоионов. Ионная атмосфера тормозит движение ионов в электрическом поле, в результате чего создается эффект неполной диссоциации сильного электролита. Ионная сила раствора имеет большое значение в теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля. Основное уравнение этой теории показывает связь между коэффициентом активности иона ze и ионной силы раствора I в виде:

,

где γ - коэффициент активности, А - постоянная, не зависящая от заряда иона и ионной силы раствора, но зависящая от диэлектрической постоянной растворителя и температуры.

Ионное произведение воды. Водородный показатель.

Вода также диссоциирует, хотя и в небольшой степени:
H2O " H+ + ОН-
Константа диссоциации для этого процесса равна:
Концентрация недиссоциированных молекул воды равна общему числу моль в 1 л воды, т. е. [H2O] = 1000/18 = 55,56 моль и [H+]*[ОН-] = 10-14. Произведение концентрации ионов H+ и ОН- при определенной температуре постоянно. При температуре 25°С его называют ионным произведением воды
Концентрации ионов H+ и OH- равны, следовательно [H+] = [OH-] = 10-7 моль/л. Раствор с одинаковыми концентрациями ионов называется нейтральным. Если [H+] > [OH-] то раствор кислый, наоборот - [H+] < [ОН-] - щелочной или основный. Для удобства используют отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов, называемый водородным показателем рН:рН = -lg[H+]
Для нейтральной среды рН = 7, для кислой рН < 7 и для щелочной рН > 7.

Буферные растворы. Классификация. Механизм действия.

БС - это водные растворы, препятствующие изменения рН при добавлении небольших количеств сильных кислот, оснований, а также при разбавлении и концентрировании.

Состав БС вкл 2 компонента:

1)Слабая кислота и её соль, образованная сильным основанием

2)Слабое основание и его соль, образованная сильной кислотой

Способность БС поддерживать рН не беспредельна она характеризуется буферной ёмкостью. Это количество сильной кислоты, которая необходимо добавить к 1л. БС для смещения рН на единицу. Буферная ёмкость тем выше, чем концентрация БС и чем ближе соотношение компонентов к единице.

Механизм буферного действия рассматривается на примерере ацетатной БС. при добавлении сильной кислоты ацетат-анион связывает избыток протонов с образованием эквивалентного количества слабой уксусной кислоты CH3COO+H<->CH3COOH. несмотря на увеличение общей кислотности, активная кислотность возрастает мало, так как оно произошло за счет увеличения концентрации слабой кислоты, степень диссоциации которой понизится согласно закону Оствальда. при добавлении щелочи она нейтрализуется за счет резервной кислотности: CH3COOH+OH<->CH3COO +H2O.

активная кислотность при этом изменяется незначительно, так как согласно закону Оствальда уменьшение концентрации слабой кислоты приводит к росту степени ее диссоциации.

Кинетика – учение о скоростях химических реакций. Закон действующих масс.

Теория сильных электролитов. Ионная сила

Сильные электролиты полностью диссоциируют на ионы. В водных растворах сильных электролитов существуют простые или сольватированные катионы и анионы.Опытным путем найдено, что электропроводность водных растворов сильных электролитов не эквивалентна той электропроводности, которую можно было бы ожидать при 100%-ной диссоциации молекул на ионы. Такое несоответствие объясняется теорией сильных электролитов, предложенной Дебаем и Хюккелем. Согласно этой теории, в растворах сильных электролитов между ионами существует электростатическое взаимодействие. Каждый ион окружен ионной атмосферой из противоионов. Ионная атмосфера тормозит движение ионов в электрическом поле, в результате чего создается эффект неполной диссоциации сильного электролита. Ионная сила раствора имеет большое значение в теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля. Основное уравнение этой теории показывает связь между коэффициентом активности иона ze и ионной силы раствора I в виде:

,

где γ - коэффициент активности, А - постоянная, не зависящая от заряда иона и ионной силы раствора, но зависящая от диэлектрической постоянной растворителя и температуры.