Solche Elektrolyte sind nahe an 1.

Viele anorganische Salze umfassen starke Elektrolyte, einige anorganische Säuren und Basen in wässrigen Lösungen sowie Lösungsmittel mit hoher distanzierender Fähigkeit (Alkohole, Amide usw.).

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Elektrolyte als Chemikalien sind seit der Antike bekannt. Die meisten Bereiche ihrer Anmeldung haben sie jedoch relativ kürzlich gewonnen. Wir werden die meisten Prioritäten für die Industrie der Nutzung dieser Substanzen diskutieren und zerstreuen, was zuletzt gerendert wird und was sie voneinander unterscheiden. Beginnen Sie jedoch mit einer Tour durch die Geschichte.

Geschichte

Die ältesten berühmten Elektrolyte sind Salze und Säuren in der Antike offen. Ideen über die Struktur und Eigenschaften von Elektrolyten, die mit der Zeit entwickelt wurden. Die Theorien dieser Prozesse entwickelten sich ab 1880, als eine Reihe von Entdeckungen mit den Theorien der Elektrolyteigenschaften verbunden wurde. Es gab mehrere hochwertige Sprünge in Theorien, in denen die Mechanismen der Wechselwirkung von Elektrolyten mit Wasser beschrieben wurden (schließlich nur in Lösung, die diese Eigenschaften erwerben, aufgrund der sie in der Industrie verwendet werden).

Jetzt werden wir mehrere Theorien ausführlich analysieren, die den größten Einfluss auf die Entwicklung von Ideen über Elektrolyte und ihre Eigenschaften hatten. Beginnen wir mit der häufigsten und einfachen Theorie, die jeder von uns in der Schule verlief.

Arrhenius Elektrolytische Dissoziationstheorie

im Jahr 1887 erstellte der schwedische Chemiker und Wilhelm Ostvald die Theorie der elektrolytischen Dissoziation. Hier ist aber auch nicht so einfach. Arrhenius selbst war ein Anhänger der sogenannten physischen Lösungsstrecke, die das Wechselwirkung der Komponenten der Substanz mit Wasser nicht berücksichtigt und argumentierte, dass es in der Lösung kostenlose geladene Partikel (Ionen) gibt. Übrigens ist es heute von solchen Positionen, um elektrolytische Dissoziation in der Schule zu berücksichtigen.

Lassen Sie uns immer noch darüber sprechen, was diese Theorie gibt und wie es uns den Mechanismus der Wechselwirkung von Substanzen mit Wasser erklärt. Wie bei jedem anderen hat sie mehrere Postulate, die es verwendet:

1. Wenn Sie mit Wasser interagieren, zerfällt die Substanz auf Ionen (Positivkation und Negativanion). Diese Partikel sind hydratisiert: Sie ziehen die Wassermoleküle an, die übrigens auf einer Seite positiv aufgeladen werden, und andererseits (Formendipol), als Ergebnis, in Aquacomplexe (Solvates) ausgebildet ist.

2. Dissoziationsprozess ist reversibel - das heißt, wenn die Substanz auf den Ionen gebrochen ist, kann er unter der Wirkung von Faktoren wieder in das Original eindringen.

3. Wenn Sie die Elektroden an die Lösung anschließen und den Strom einsetzen, wenden sich die Kationen an die negative Elektrode - die Kathode und Anionen zu einer positiv aufgeladenen Anode. Deshalb werden Substanzen, die in Wasser gut löslich sind, elektrische Strömung besser als Wasser selbst durchgeführt. Aus demselben Grund wurden sie Elektrolyte bezeichnet.

4. Der Elektrolyt kennzeichnet den Prozentsatz einer Substanz, die einer Auflösung unterzogen wird. Dieser Indikator hängt von den Eigenschaften des Lösungsmittels und der gelösten Substanz an der Konzentration des letzteren und der äußeren Temperatur ab.

Hier im Wesentlichen alle wichtigen Postulate dieser einfachen Theorie. Wir werden in diesem Artikel verwenden, um zu beschreiben, was in der Elektrolytlösung passiert. Beispiele dieser Verbindungen werden etwas später aussehen und nun eine andere Theorie betrachten.

Die Theorie der Säuren und Basen von Lewis

Gemäß der elektrolytischen Dissoziationstheorie ist Säure eine Substanz in einer Lösung von Wasserstoff, und die Basis ist eine Verbindung, die in der Lösung auf dem Hydroxidanion zerfällt. Es gibt eine andere Theorie namens Name des berühmten Chemikers Gilbert Lewis. Sie können das Konzept von Säure und Base leicht ausbauen. Entsprechend der Theorie von Lewis, Säuren - oder Molekülen von Substanzen, die freie elektronische Orbitale aufweisen und ein Elektron aus einem anderen Molekül nehmen können. Es ist leicht zu erraten, dass es solche Partikel gibt, die eine oder mehrere ihrer Elektronen an der "Verwendung von" Säure geben können. Es ist hier sehr interessant, dass Säure oder Base nicht nur Elektrolyt, sondern auch jede Substanz, sogar unlöslich sein kann.

Prololatische Theorie von Brandsteda Lowry

Im Jahr 1923 wurden unabhängig voneinander zwei Wissenschaftler - J. Brenstead und T. Loury die Theorie, die jetzt aktiv von Wissenschaftlern angewendet wurde, um chemische Prozesse zu beschreiben. Die Essenz dieser Theorie ist, dass die Bedeutung von Dissoziation auf die Übertragung des Protons von der Säure an der Basis verringert wird. Daher wird hier dieser als Protonenakzeptor verstanden. Dann ist Säure ihr Spender. Die Theorie erläutert auch die Existenz von Substanzen, die Eigenschaften und Säuren und Basen manifestieren. Solche Verbindungen werden amphoter genannt. In der Theorie von Brenstead-Lowi wird der Begriff Ampholit auch für sie verwendet, während die Säure oder Base mit den Protolyten üblich ist.

Wir näherten uns dem nächsten Teil des Artikels. Hier werden wir sagen, wie sich die starken und schwachen Elektrolyte voneinander unterscheiden und die Auswirkungen diskutieren externe Faktoren auf ihren Eigenschaften. Und dann werden wir anfangen, ihre praktische Anwendung zu beschreiben.

Starke und schwache Elektrolyte

Jede Substanz interagiert individuell mit Wasser. Einige lösen sich gut auf (zum Beispiel ein Kochsalz), und einige lösen sich überhaupt nicht auf (z. B. Kreide). Somit sind alle Substanzen in starke und schwache Elektrolyte unterteilt. Letzteres sind Substanzen, die schlecht mit Wasser interagieren und sich am Boden der Lösung niederlassen. Dies bedeutet, dass sie ein sehr geringes Maß an Dissoziation und hoher Bindungssenergie haben, das unter normalen Bedingungen nicht zulässt, um das Molekül an die Komponenten seiner Ionen zu brechen. Die Dissoziation schwacher Elektrolyte erfolgt entweder sehr langsam oder wenn Temperatur und Konzentration dieser Substanz in der Lösung.

Sprechen Sie über starke Elektrolyte. Dazu gehören alle löslichen Salze sowie starke Säuren und Klumpen. Sie werden leicht in Ionen zerfallen, und es ist sehr schwierig, sie im Niederschlag zu sammeln. Der Strom in den Elektrolyten wird übrigens dank der in der Lösung enthaltenen Ionen genau dank der Ionen durchgeführt. Daher verbringen die aktuellen starken Elektrolyte das Beste. Beispiele für letztere: starke Säuren, Klumpen, lösliche Salze.

Faktoren, die das Verhalten von Elektrolyten beeinflussen

Jetzt werden wir verstehen, wie die Änderung des äußeren Umfelds beeinflusst, dass sich die Konzentration direkt den Grad der Elektrolyt-Dissoziation beeinflusst. Darüber hinaus kann dieses Verhältnis mathematisch ausgedrückt werden. Das Gesetz, das diese Beziehung beschreibt, wird als Gesetz der Verdünnung von Ostelald genannt und wird wie folgt geschrieben: a \u003d (k / c) 1/2. Hier ist ein Grad der Dissoziation (in Fraktionen eingenommen), an die Dissoziationskonstante, die für jede Substanz unterschiedlich ist, und C ist die Elektrolytkonzentration in Lösung. Für diese Formel können Sie viel über die Substanz und das Verhalten in Lösung lernen.

Aber wir haben das Thema abgelehnt. Neben der Konzentration beeinflusst der Dissoziationgrad auch die Temperatur des Elektrolyts. Für die meisten Substanzen erhöht seine Erhöhung die Löslichkeit und die chemische Aktivität. Dies kann den Fluss einiger Reaktionen nur dann erklären, wenn erhöhte Temperatur.. Unter normalen Bedingungen gehen sie entweder sehr langsam oder in beide Richtungen (ein solcher Prozess wird reversibel genannt).

Wir demontierten Faktoren, die das Verhalten eines solchen Systems als Lösung von Elektrolyt bestimmen. Nun gehen wir nach K. praktische Anwendung Diese, zweifellos sehr wichtige Chemikalien.

Industrielle Nutzung

Natürlich hörte jeder das Wort "Elektrolyt" in Bezug auf Batterien. In dem Auto werden Blei-Säure-Batterien verwendet, wobei die Rolle des Elektrolytens, in dem 40% Schwefelsäure ausführt. Um zu verstehen, warum es überhaupt eine Substanz gibt, ist es wert, die Merkmale der Batterien zu verstehen.

Was ist das Prinzip des Betriebs einer Batterie? Sie treten in ihnen auf, in der Umsetzung der Umwandlung einer Substanz in einen anderen, wodurch Elektronen freigesetzt werden. Beim Laden der Batterie wird die Wechselwirkung von Substanzen, die nicht unter normalen Bedingungen erhalten wird. Dies kann als die Ansammlung von Elektrizität in einer Substanz infolge einer chemischen Reaktion dargestellt werden. Bei der Entlassung beginnt die inverse Transformation, was das System in den Anfangszustand führt. Diese beiden Prozesse bilden zusammen einen Ladeentladungszyklus.

Betrachten Sie den vorstehenden Prozess an einem bestimmten Beispiel - Blei-Säure-Batterie. Da es leicht zu erraten ist, besteht diese Stromquelle aus einem Element, das Blei (sowie ein Dioxid von PBO 2 Blei) und Säure enthält. Jede Batterie besteht aus Elektroden und Raum zwischen ihnen, der mit einem Elektrolyten gefüllt ist. Wie letzteres, wie wir bereits herausgefunden haben, wird Schwefelsäure in einer Konzentration von 40 Prozent verwendet. Die Kathode einer solchen Batterie besteht aus Bleidioxid, und die Anode besteht aus reiner Blei. All dies liegt daran, dass verschiedene reversible Reaktionen mit Ionenströmungen auf diesen beiden Elektroden, auf die Säure vorhergesagt wurde, vorhergesagt wurde:

1. PBO 2 + SO 4 2- + 4H + + 2E - \u003d PBSO 4 + 2H 2 O (Reaktion auftritt auf einer negativen Elektrode - Kathode).
2. PB + SO 4 2- - 2E - \u003d PBSO 4 (Reaktion auf einer positiven Elektrode - Anode).

Wenn Sie die Reaktion von links nach rechts gelesen haben, erhalten wir die Prozesse, die bei der Entladung der Batterie auftreten, und wenn rechts links - beim Laden. In jeder dieser Reaktionen sind anders, aber der Mechanismus ihres Strömungsmechanismus wird im Allgemeinen auf dieselbe Weise beschrieben: Zwei Verfahren treten auf, in denen die Elektronen "absorbiert" und in der anderen, im Gegenteil, "out", "absorbiert". Das Wichtigste ist, dass die Anzahl der absorbierten Elektronen gleich der veröffentlichten Anzahl ist.

Eigentlich, außer Batterien, gibt es viele Anwendungen dieser Substanzen. Im Allgemeinen sind Elektrolyte, deren Beispiele, von denen wir führten, nur ein Korn dieser Vielfalt der Substanzen, die unter diesem Begriff kombiniert werden. Sie umgeben uns überall überall. Hier zum Beispiel der Körper einer Person. Denken Sie dort, es gibt keine diese Substanzen? Sehr fehler. Sie sind überall in uns und die größte Menge an Blutelektrolyten. Dazu gehören zum Beispiel Eisenionen, die Teil von Hämoglobin sind und den Sauerstoff in das Gewebe unseres Körpers transportieren können. Blutelektrolyte spielen auch eine Schlüsselrolle in der Regulierung des Wassersalzbilanz und der Arbeit des Herzens. Diese Funktion erfolgt durch Kalium- und Natriumionen (es besteht auch ein Prozess, der in Zellen auftritt, das als Kalium-Natriumpumpe bezeichnet wird).

Alle Substanzen, die Sie mindestens ein bisschen auflösen können, - Elektrolyte. Und es gibt keine solche Industrie und unser Leben mit Ihnen, wo auch immer sie sich anwenden. Dies sind nicht nur Batterien in Autos und Batterien. Dies ist jede chemische und Lebensmittelproduktion, militärische Fabriken, Nähfabriken und so weiter.

Die Zusammensetzung des Elektrolyts ist übrigens anders. So können Sie den sauren und alkalischen Elektrolyten auswählen. Sie unterscheiden sich grundsätzlich in ihren Eigenschaften: Wie wir bereits gesprochen haben, sind Säuren Protonenspendern, und die Picks sind Akzeptoren. Mit der Zeit der Elektrolytzusammensetzung aufgrund des Verlusts des Teils der Substanz wird die Konzentration jedoch entweder verringert oder steigt (es hängt alles davon ab, was verloren geht, Wasser oder Elektrolyt).

Jeden Tag stehen wir ihnen gegenüber, aber nur wenige Menschen wissen genau die Definition eines solchen Begriffs als Elektrolyte. Beispiele für spezifische Substanzen, die wir demontiert haben, wenden wir uns also zu einem etwas komplexeren Konzepten.

Physikalische Eigenschaften von Elektrolyten

Jetzt über Physik. Das Wichtigste ist, dass Sie beim Studieren dieses Themas verstehen müssen - wie der Strom in den Elektrolyten übertragen wird. Die entscheidende Rolle wird von Ionen gespielt. Diese geladenen Teilchen können Ladung von einem Teil der Lösung zu einem anderen tragen. Anionen streben also immer auf eine positive Elektrode und Kationen - negativ. So teilen wir auf eine elektrische Schlaglösung, die Ladungen auf verschiedenen Seiten des Systems teilen.

Sehr interessant ist ein solches körperliches Merkmal als Dichte. Viele Eigenschaften der von uns diskutierten Verbindungen hängen davon ab. Und oft wird die Frage auftauchen: "Wie man die Dichte des Elektrolyten anhebt?" Tatsächlich ist die Antwort einfach: Es ist notwendig, den Wassergehalt in Lösung zu senken. Da die Dichte des Elektrolyts meistens von der letzten Konzentration abhängt. Es gibt zwei Möglichkeiten, eine Gedanke zu erstellen. Der erste ist ziemlich einfach: Sie mit in der Batterie enthaltenen Elektrolyten kochen. Dazu ist es notwendig, es aufzuladen, so dass die Temperatur innen leicht über den hundert Grad Celsius stieg. Wenn diese Methode nicht hilft, machen Sie sich keine Sorgen, es gibt einen anderen: Ersetzen Sie einfach den alten Elektrolyt neu. Dazu müssen Sie die alte Lösung ablassen, die Innenseiten von den Resten von Schwefelsäure durch destilliertes Wasser reinigen und dann einen neuen Abschnitt gießen. In der Regel haben hochwertige Elektrolytlösungen sofort die gewünschte Größe der Konzentration. Nach dem Ersatz können Sie lange vergessen, wie Sie die Dichte des Elektrolyts erhöhen können.

Die Elektrolytzusammensetzung bestimmt weitgehend seine Eigenschaften. Solche Eigenschaften, wie beispielsweise elektrische Leitfähigkeit und Dichte, sind beispielsweise stark von der Art der gelösten Substanz und deren Konzentration abhängig. Es gibt eine gesonderte Frage, wie viel Elektrolyt in der Batterie sein kann. Tatsächlich ist das Volumen direkt mit der angegebenen Leistung des Produkts zusammenhängt. Je mehr Schwefelsäure innerhalb der Batterie, desto leistungsfähiger ist, desto höher ist die Spannung auszugeben.

Wo wird es praktisch kommen?

Wenn Sie ein Auto-Enthusiasten sind oder nur Autos gern, verstehen Sie sich selbst alles. Sicher wissen Sie sogar, wie viel Elektrolyt in der Batterie jetzt ist. Und wenn Sie weit von Autos entfernt sind, ist das Wissen der Eigenschaften dieser Substanzen, ihre Anwendungen und wie sie miteinander interagieren, nicht vollständig überflüssig. Wenn Sie wissen, sind Sie nicht verwirrt, wenn Sie gebeten werden, zu sagen, welcher Elektrolyt in der Batterie ist. Obwohl auch wenn Sie kein Auto-Enthusiasten sind, aber Sie ein Auto haben, ist das Wissen des Batteriegeräts nicht völlig überflüssig und hilft Ihnen, zu reparieren. Es wird viel einfacher und billiger sein, alles selbst zu tun, als nach Autozentre zu gehen.

Um dieses Thema besser zu erkunden, empfehlen wir Ihnen das Lesen von Chemie-Lehrbuch für Schule und Universitäten. Wenn Sie diese Wissenschaft gut kennen und genügend Lehrbücher lesen, die beste Option Es gibt "chemische Stromquellen" Varypayev. Es gibt detailliert die gesamte Theorie der Batterien, verschiedenen Batterien und Wasserstoffelementen.

Fazit

Wir näherten uns dem Ende. Lass uns zusammenfassen. Oben haben wir alles, was ein solches Konzept als Elektrolyte betrifft, zerlegt: Beispiele, Theorie der Struktur und Eigenschaften, Funktionen und Verwendung. Es lohnt sich erneut, dass diese Verbindungen einen Teil unseres Lebens darstellen, ohne den unsere Körper und alle Bremes der Industrie existieren könnten. Erinnerst du dich an Blutelektrolyte? Dank ihnen leben wir. Was ist mit unseren Autos? Mit Hilfe dieses Wissens können wir jedes Problem beheben, das mit der Batterie verbunden ist, da wir jetzt verstehen, wie Sie die Elektrolytdichte darin erhöhen.

Es ist unmöglich, alles zu erzählen, und wir haben kein solches Ziel gesetzt. Dies ist doch nicht alles, was über diese erstaunlichen Substanzen erzählt werden kann.

Elektrolyte sind Substanzen, Legierungen von Substanzen oder Lösungen, die die Fähigkeit haben, einen galvanischen Strom elektrolyitär auszuführen. Es ist möglich zu bestimmen, welcher Elektrolyte der Substanz mit der Theorie der elektrolytischen Dissoziation einschließt.

Anweisung

• Die Essenz dieser Theorie ist, dass beim Schmelzen (gelöstes in Wasser) fast alle Elektrolyte zu Ionen zurückgegangen sind, die sowohl positiv als auch negativ aufgeladen sind (was als elektrolytische Dissoziation genannt wird). Unter dem Einfluss von elektrischem Strom bewegen sich negativ (Anionen "-") in die Anode (+) und positiv aufgeladen (Kationen, "+"), in die Kathode (-). Elektrolytische Dissoziation ist ein reversibles Verfahren (der umgekehrte Prozess wird als "Molarisation" bezeichnet).
• Der Grad (A) der elektrolytischen Dissoziation ist abhängig von der Art des Elektrolyten selbst, dem Lösungsmittel und deren Konzentration. Dies ist das Verhältnis der Anzahl der Moleküle (N), die in Ionen eingebrochen ist gesamtzahl Moleküle (n) in die Lösung eingeführt. Holen Sie sich: A \u003d N / N
• Somit sind starke Elektrolyte Substanzen, die vollständig zerfallen, um Ionen in Wasser aufzulösen. Zu starken Elektrolyten sind in der Regel Substanzen mit stark polaren oder ionischen Verbindungen Substanzen: Dies sind Salze, die gut löslich sind, starken Säuren (HCl, Hi, HBr, HClo4, HNO3, H2SO 4) sowie starke Basen (KOH) , NaOH, RBBOH, BA (OH) 2, CSOH, SR (OH) 2, LIOH, CA (OH) 2). In einem starken Elektrolyt ist die darin gelöste Substanz meistens in Form von Ionen (Anionen und Kationen); Moleküle, die nicht beteiligt sind - praktisch nein.
• Schwache Elektrolyte sind solche Substanzen, die sich nur teilweise in Ionen dissoziieren. Schwache Elektrolyte, zusammen mit Ionen in der Lösung, enthalten die Moleküle nicht dissoziiert. Schwache Elektrolyte sind in einer Lösung einer starken Konzentration von Ionen nicht zulässig. Und schwach sind schwach:
  - organische Säuren (fast alle) (C2H5COOH, CH3COOH usw.);
  - einige der anorganischen Säuren (H2S, H2CO3 usw.);
  - fast alle Salze, gering löslich in Wasser, Ammoniumhydroxid sowie alle Basen (CA3 (PO4) 2; Cu (OH) 2; Al (OH) 3; NH4OH);
  - Wasser. Sie haben praktisch keinen elektrischen Strom oder verbringen, aber schlecht.

Starke und schwache Elektrolyte

Nur ein Teil der Moleküle dissoziieren in Lösungen einiger Elektrolyt. Für das quantitative Merkmal der Elektrolytkraft wurde das Konzept des Dissoziationsgrades eingeführt. Das Verhältnis der Anzahl der durch Ionen dissoziierten Moleküle, auf die Gesamtzahl der gelösten Moleküle wird als Dissoziationsgrad a bezeichnet.

wobei C die Konzentration von Vorgängermolekülen, Mol / l ist;

C 0 - Die anfängliche Konzentration der Lösung, Mol / l.

Durch die Größe der Dissoziation sind alle Elektrolyte in stark und schwach unterteilt. Die starken Elektrolyte gehören zu dem Dissoziation der Dissoziation von deren mehr als 30% (A\u003e 0,3). Diese schließen ein:

· Starke Säuren (H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HBR, HI);

· Lösliche Hydroxide, außer NH 4 OH;

· Salties löslich.

Elektrolytische Dissoziation von starken Elektrolyten verläuft irreversibel

HNO 3 ® H + + NO - 3.

Schwache Elektrolyte haben einen Dissoziationsgrad von weniger als 2% (a< 0,02). К ним относятся:

· Schwache anorganische Säuren (H 2 CO 3, H 2 S, HNO 2, HCN, H 2 SiO 3 usw.) und alle organischen, beispielsweise Essigsäure (CH 3 COOH);

· Unlösliche Hydroxide sowie lösliches NH 4 OH-Hydroxid;

· Unlösliche Salze.

Die Elektrolyte mit Zwischenwerten der Dissoziation werden mittelgroße Elektrolyte bezeichnet.

Der Dissoziation (A) hängt von den folgenden Faktoren ab:

von der Art des Elektrolyten, dh auf der Art der chemischen Bindungen; Dissoziation tritt am leichtesten anstelle der polaren Bindungen auf;

aus der Art des Lösungsmittels - je größer der letztere, desto leichter geht es den Dissoziationsprozess;

aus der Temperatur - Temperaturerhöhung verbessert die Dissoziation;

aus der Konzentration der Lösung - beim Verdünnen der Lösungsdissoziation steigt ebenfalls ebenfalls an.

Als Beispiel für die Abhängigkeit des Dissoziationsgrades auf der Art chemischer Bindungen berücksichtigen wir die Dissoziation von Natriumhydrosulfat (NAHSO 4), dessen Molekül die folgenden Arten von Verbindungen zur Verfügung stehen: 1-Ion; 2 - Polarovalent; 3 - Die Beziehung zwischen Schwefel- und Sauerstoffatomen ist polar. Am leichtesten an dem Ort der Ionenverbindung (1):

Na 1 o 3 o s 3 h 2 o o

1. NAHSO 4 ® NA + + HSO - 4, 2. Dann, anstelle der polaren Kommunikation, in geringerem Maße: HSO - 4 ® H + + SO 2 - 4. 3. säurerest Es distanziert sich nicht auf den Ionen.

Der Dissoziation des Elektrolytengrades hängt stark von der Art des Lösungsmittels ab. Zum Beispiel dissoziiert HCl in Wasser stark, schwächer in Ethanol C 2 H 5 OH, fast nicht in Benzol dissoziiert, in dem es praktisch keinen elektrischen Strom leitet. Lösungsmittel mit hoher Dielektrizitätskonstante (e) polarisieren die Moleküle der gelösten Substanz und bilden mit ihnen solvatisierte (hydratisierte) Ionen. Bei 25 0 С E (H 2 O) \u003d 78,5, E (C 2 H 5 OH) \u003d 24.2, E (C 6 H 6) \u003d 2,27.

In Lösungen von schwachen Elektrolyten ist der Dissoziationsprozess umkehrbar, und daher werden die Gesetze des chemischen Gleichgewichts in der Lösung zwischen Molekülen und Ionen auf das Gleichgewicht auf das Gleichgewicht aufgebracht. Für Essigsäure-Dissoziation

CH 3 COOH "CH 3 COO - + H +.

Gleichgewichtskonstante bis C wird als bestimmt

K \u003d k d \u003d Сх 3 coo - · mit H + / SCH 3 COOH.

Die Gleichgewichtskonstante (k c) für den Dissoziationsprozess wird als Dissoziationskonstante (K d) bezeichnet. Sein Wert hängt von der Art des Elektrolyten, des Lösungsmittels und der Temperatur ab, aber er hängt nicht von der Konzentration des Elektrolyten in der Lösung ab. Die Dissoziationskonstante ist ein wichtiges Merkmal von schwachen Elektrolyten, da er die Festigkeit ihrer Moleküle in der Lösung anzeigt. Je kleiner die Dissoziation konstant, dissoziiert der Elektrolyt und desto stabiler sein Molekül. In Anbetracht dessen, dass der Grad der Dissoziation im Gegensatz zur Dissoziationskonstante mit der Konzentration der Lösung ändert, ist es notwendig, eine Verbindung zwischen k d und a zu finden. Wenn die anfängliche Konzentration der Lösung gleich c und dem Dissoziationsgrad entspricht, der dieser Konzentration A entspricht, ist die Anzahl der Prädispondusmoleküle von Essigsäure gleich einem · C.

Сх 3 coo - \u003d mit h + \u003d a · s,

dann ist die Konzentration an nicht erfolgreicher Essigsäuremoleküle gleich (c - A · c) oder c (1- A · c). Von hier

K d \u003d als · a c / (c - a · c) \u003d a 2 c / (1- a). (einer)

Gleichung (1) drückt das Gesetz der Verdünnung von Ostelald aus. Für sehr schwache Elektrolyte a<<1, то приближенно К @ a 2 С и

a \u003d (k / s). (2)

Wie aus der Formel (2) ersichtlich ist, ist der Grad der Dissoziation mit einer Abnahme der Konzentration der Elektrolytlösung (bei verdünntem) der Grad der Dissoziation.

Schwache Elektrolyte werden beispielsweise durch Schritte dissoziiert:

1 Schritt H 2 CO 3 "H + + NSO - 3,

2 stufe nso - 3 "h + + co 2 - 3.

Solche Elektrolyte sind von mehreren Konstanten gekennzeichnet - abhängig von der Anzahl der Zerfallstufen auf Ionen. Für Kohlesäure

K 1 \u003d CH + · SNO - 2 / CH 2 C 3 \u003d 4,45 × 10 -7; K 2 \u003d CH + · CSO 2-3 / SNSO - 3 \u003d 4,7 × 10 -11.

Wie zu sehen ist, wird der Zerfall an den Ionen der Kohlesäure hauptsächlich durch die erste Stufe bestimmt, und der zweite kann sich nur mit einer großen Soloverdünnung manifestieren.

Das Gesamtgleichgewicht H 2 CO 3 "2H + + CO 2 - 3 entspricht der Gesamtkonstante der Dissoziation

K d \u003d c 2 h + · cso 2-3 / ch 2 co 3.

Werte an 1 und K 2 sind dem anderen Verhältnis zugeordnet

K d \u003d k 1 · k 2.

In ähnlicher Weise werden die Basen mehrwertiger Metalle dissoziiert. Zum Beispiel zwei Stufen der Dissoziation von Kupferhydroxid

Cu (oh) 2 "cuoh + + oh -,

Cuoh + "cu 2+ + oh -

antwortkonstanten der Dissoziation

K 1 \u003d CuOH + · SLEEP - / CCU (OH) 2 und K 2 \u003d CCU 2+ · SLEEP - / CUOH +.

Da starke Elektrolyte in der Lösung dissoziiert sind, wird der Begriff der Dissoziationskonstante selbst vom Inhalt beraubt.

Dissoziation verschiedener Elektrolytklassen

Aus Sicht der Theorie der elektrolytischen Dissoziation acid eine Substanz wird aufgerufen, mit deren Dissoziation nur hydratisiertes Wasserstoffion H 3 O (oder einfach H +) als Kation ausgebildet ist.

Basees wird als Substanz bezeichnet, die in wässriger Lösung als Anion Hydroxidionen It bildet - und keine anderen Anionen.

Nach der theoretischen Theorie von Bratzentiert ist die Säure der Protondonor, und die Basis ist der Protonenakzeptor.

Die Basiskraft, wenn die Kraft von Säuren von der Größe der Dissoziationskonstante abhängt. Je größer die Dissoziation konstant, desto stärker der Elektrolyt.

Es gibt Hydroxide, die in der Lage sind, in die Zusammenarbeit einzukommen und Salze nicht nur mit Säuren, sondern auch mit dem Gelände zu bilden. Solche Hydroxide werden genannt amphoteric. Diese schließen ein (Oh) 2, zn (oh) 2, sn (oh) 2, pb (oh) 2, cr (oh) 3, al (oh) 3. Die Eigenschaften sind auf die Tatsache zurückzuführen, dass sie durch die Art der Säuren in einem schwachen Grad und durch die Art der Basis dissoziiert werden

H + + RO - « Roh. « R + + auf -.

Dieses Gleichgewicht wird dadurch erläutert, dass die Festigkeit der Verbindung zwischen Metall und Sauerstoff etwas von der Festigkeit der Verbindung zwischen Sauerstoff und Wasserstoff unterscheidet. Daher wird bei der Wechselwirkung von Hydroxid Beryllium mit Salzsäure aus Berylliumchlorid heraus

(Oh) 2 + HCl \u003d BECL 2 + 2H 2 O,

und wenn mit Natriumhydroxid-Beryllat-Natrium interagiert

BE (OH) 2 + 2NAOH \u003d NA 2 BEO 2 + 2H 2 O.

Sololi. Es kann als Elektrolyte bestimmt werden, die in der Lösung dissoziieren, um andere Kationen als andere als Hydrogenkationen und Anionen als Hydroxidionen zu bilden.

Mittlere Salze, Der resultierende Austausch von Wasserstoffionen geeigneter Säuren an Metallkationen (Eithernh + 4) wird durch vollständig na 2 SO 4 "2NA + + SO 2-4 dissoziiert.

Saure Salze entlang der Schritte dissoziieren

1 Schritt NaHSO 4 "NA + + HSO - 4 ,

2 Schritt HSO. - 4 "H + + SO 2-4.

Der Dissoziationsgrad in der 1. Stufe ist größer als in der 2. Stufe und weniger Säure, desto geringer ist der Grad der Dissoziation in der 2. Stufe.

Grundlegende salze, Wird durch unvollständige Ersetzung von Hydroxidionen auf saure Rückstände erhalten, dissoziieren auch in Schritten:

1 Schritt (CuOH) 2 SO 4 "2 Cuoh + + SO 2-4,

2 Schritt Cuoh + "Cu 2+ + Oh -.

Die Hauptsalze schwacher Gründe werden hauptsächlich in der ersten Stufe dissoziiert.

Komplexe Salze, Mit einem komplexen komplexen Ion, das seine Stabilität während der Auflösung bewahrt, dissoziieren Sie auf komplexen Ionen und Ionen der äußeren Kugel

K 3 "3k + + 3 -,

So 4 "2+ + so 2 - 4.

In der Mitte des komplexen Ions befindet sich ein Atom - ein Komplex des Verbrauchers. Diese Rolle wird normalerweise von Metallionen durchgeführt. In der Nähe von Komplexbildnern befinden sich (koordinierte) polare Moleküle oder -ionen, und manchmal sind diese und andere zusammen, sie werden genannt liganden.Das Komplexbildner zusammen mit Liganden bildet die innere Kugel des Komplexes. Die von dem Komplexbildner weit entfernten Ionen sind weniger fest damit verbunden, befinden sich in der äußeren Umgebung der komplexen Verbindung. Die innere Kugel schließt normalerweise quadratische Klammern ab. Die Anzahl, die die Anzahl der Liganden in der inneren Kugel angibt, wird aufgerufen koordinierung. Chemische Bindungen zwischen komplexen und einfachen Ionen im Prozess der elektrolytischen Dissoziation sind relativ leicht zu brechen. Die Kommunikation, die zur Bildung komplexer Ionen führt, erhielt den Namen von Donor-Akzeptor-Krawatten.

Die Ionen der äußeren Kugel sind leicht von dem komplexen Ion gespalten. Diese Dissoziation wird primär genannt. Der reversible Zerfall der inneren Kugel tritt viel schwieriger auf und wird als sekundäre Dissoziation bezeichnet.

Cl "+ + cl - - primäre Dissoziation,

+ "AG + +2 NH 3 - sekundäre Dissoziation.

sekundäre Dissoziation, da die Dissoziation des schwachen Elektrolyts durch eine Konstante der Insuffizienz gekennzeichnet ist

Nisten \u003d × 2 / [+] \u003d 6,8 × 10 -8.

Die Konstanten der Unruhe (zu Unsinn) verschiedener Elektrolyte sind ein Maß für die Nachhaltigkeit des Komplexes. Je kleiner zu nast. der stabilere Komplex.

Also, zwischen den gleichen Arten von Verbindungen:

-	+	+	+
K nast \u003d 1,3 × 10 -3	K nast \u003d 6,8 × 10 -8	K nast \u003d 1 × 10 -13	K nast \u003d 1 × 10 -21

die Stabilität des Komplexes steigt beim Umzug von - bis +.

Die Werte der Instabilitätskonstante führen in Bezug auf Referenzbücher in der Chemie. Mit Hilfe dieser Werte ist es möglich, die Reaktionen zwischen komplexen Verbindungen mit einem starken Unterschied zwischen den Konstanten der Unannehmlichkeiten vorherzusagen, wobei die Reaktion auf die Bildung eines Komplexes mit einer geringeren Konstante der Insidazität geht.

Komplexes Salz mit einem kleinen resistenten komplexen Ion genannt doppelsali.. Doppelte Salze, im Gegensatz zu komplexen, dissoziieren Sie alle in ihrer Zusammensetzung enthaltenen Ionen. Beispielsweise:

Kal (so 4) 2 "k + + al 3+ + 2SO 2-4,

NH 4 Fe (SO 4) 2 "NH 4 + + Fe 3+ + 2SO 2-4.

Starke und schwache Elektrolyte

Säuren, Basen und Salze in wässrigen Lösungen werden dissoziiert - zerfallen in Ionen. Dieser Prozess kann reversibel oder irreversibel sein.

Mit irreversiblen Dissoziation in Lösungen fällt alle Substanz oder fast alles in Ionen. Dies ist charakteristisch für starke Elektrolyte (Abb. 10.1 und S. 56). Einige Säuren und alle löslichen Salze und Basen (alkalische und Erdalkalimehydroxide) (Schema 5, S. 56) umfassen lösliche Elektrolyte.

Feige. 10.1. Vergleich der Anzahl der Ionen in Lösungen mit der gleichen Anfangsmenge des Elektrolytens: A-Chloridsäure (starker Elektrolyt); B - Nitritsäure

(schwacher Elektrolyt)

Scheme 5. Klassifizierung von Elektrolyten mit Gewalt

Wenn die Dissoziation reversibel ist, fließt zwei entgegengesetzte Prozess: gleichzeitig mit dem Zerfall der Substanz auf Ionen (Dissoziation) Es besteht ein umgekehrter Prozess der Kombination von Ionen in den Substanzmolekülen (Assoziation). Aufgrund dessen besteht ein Teil der Substanz in der Lösung in Form von Ionen und teilweise in Form von Molekülen (Fig. 10.1, B). Elektrolyte,

das, was in Wasser gelöst ist, nicht teilweise zerfällt, wird als schwache Elektrolyte genannt. Dazu gehören Wasser, viele Säuren sowie unlösliche Hydroxide und Salze (Schema 5).

In den Dissoziation Gleichungen von schwachen Elektrolyten, anstelle eines herkömmlichen Pfeils einen bidirektionalen Pfeil (Reversibilitätszeichen):

Die Kraft der Elektrolyte kann durch die Polarität der chemischen Bindung erläutert werden, die bei Dissoziation gebrochen ist. Die polare Kommunikation, desto leichter die Wassermoleküle, es sich in Ionic, daher desto stärker der Elektrolyt. Bei Salzen und Hydroxiden ist die Polarität der Kommunikation der größte, da es eine ionische Verbindung zwischen den ionischen Elementen und Hydroxidionen gibt, daher sind alle löslichen Salze und Basen starke Elektrolyte. In sauerstoffhaltigen Säuren während der Dissoziation ist die Verbindung von O-H gebrochen, deren Polarität von der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung des Säurestests abhängt. Die Kraft der meisten Sauerstoff enthaltenden Säuren kann bestimmt werden, wenn die übliche Säureformel als E (oh) m o n geschrieben ist. Wenn diese Formel n ist< 2 — кислота слабая, если n >2 - stark.

Die Abhängigkeit von Säuren aus der Zusammensetzung des Säurestests

Der Grad der Dissoziation

Die Kraft der Elektrolyte kennzeichnet quantitativ den Grad der elektrolytischen Dissoziation A, zeigt den Anteil der Substanzenmoleküle, die in der Lösung auf Ionen aufgelöst wurden.

Der Dissoziationsgrad A ist gleich dem Verhältnis der Anzahl von M-Molekülen N oder der Menge der Substanz N, die an den Ionen auf die Gesamtzahl der Moleküle n 0 oder der Menge an gelöster Substanz n 0 besetzt ist:

Der Dissoziationsgrad kann nicht nur in den Fraktionen des Geräts ausgedrückt werden, sondern auch in Prozent:

Der Wert A kann von 0 variieren (es gibt keine Dissoziation) auf 1 oder 100% (vollständige Dissoziation). Je besser der Elektrolyt zertrümmert, desto größer ist der Wert des Dissoziationsgrades.

Gemäß dem Wert des elektrolytischen Dissoziation des Grades werden Elektrolyte oft durch zwei, jedoch in drei Gruppen getrennt, jedoch in drei Gruppen: starke, schwache und elektrolyte der mittleren Kraft. Diese starken Elektrolyte berücksichtigen den Dissoziation der Dissoziation von denen mehr als 30% und schwach mit einem Grad von weniger als 3%. Elektrolyte mit Zwischenwerten A - von 3% bis 30% - als mittlere Leistungselektrolyte. Für diese Klassifizierung werden Säuren betrachtet: HF, HNO 2, H 3 PO 4, H 2 SO 3 und einige andere. Die beiden jüngsten Säuren sind mittelgroße Elektrolyte nur im ersten Stadium der Dissoziation, und in anderen ist es schwache Elektrolyte.

Der Dissoziationgrad ist der variable Wert. Es hängt nicht nur von der Art des Elektrolyten ab, sondern auch auf seiner Konzentration in Lösung. Diese Abhängigkeit identifizierte und erforschte Wilhelm Ostvald. Heute heißt es als Gesetz der Reduzierung von Ostvald: Wenn die Lösung mit Wasser verdünnt wird, sowie mit zunehmender Temperatur steigt der Dissoziationsgrad an.

Berechnung des Dissoziationsgrades

Beispiel. In einem Liter Wasser gelösten Wasserstofffluorid mit der Substanzmenge 5 Mol. Die resultierende Lösung enthält 0,06 Mol-Wasserstoffionen. Bestimmen Sie den Dissoziation von Fluoridsäure (in Prozent).

Wir schreiben die Fluoridsäure-Dissoziation-Gleichung:

Während der Dissoziation von einem Säuremolekül ist ein Wasserstoffion ausgebildet. Wenn die Lösung 0,06 Mol H + -Ionen enthält, bedeutet dies, dass das Prädidral-Valo 0,06 Mol der Wasserstofffluoridmoleküle. Folglich ist der Grad der Dissoziation:

Ein herausragender deutscher Physikalo-Chemiker, der Nobelpreisträger 1909 Chemie. Geboren in Riga, studierte an der Universität von Derpta, wo er mit dem Unterricht und wissenschaftlichen Aktivitäten begann. Bei 35 zog er nach Leipzig, wo er vom Physik- und chemischen Institut geleitet wurde. Er studierte die Gesetze des chemischen Gleichgewichts, die Eigenschaften von Lösungen, entdeckte, wie das Zuchtgesetz von seinem Namen angerufen wurde, entwickelte die Grundlagen der Theorie der Säurebasiskatalyse, viel Zeit hat die Geschichte der Chemie gezahlt. Er gründete die weltweit erste Abteilung für physikalische Chemie und das erste physikalisch-chemische Magazin. Im persönlichen Leben besaß merkwürdige Gewohnheiten: Er fühlte sich gegen den Haarschnitt an, und mit seiner Sekretärin mit der Hilfe eines Fahrradanrufs mitgeteilt.

Schlüsselidee

Dissoziation von schwachen Elektrolyten - reversibler Prozess und stark -

irreversibel.

Kontrollfragen

116. Geben Sie die Definition von starken und schwachen Elektrolyten.

117. Geben Sie Beispiele für starke und schwache Elektrolyte an.

118. Welche Größe wird für das quantitative Charakteristik der Kraft des Elektrolyts verwendet? Ist es in allen Lösungen konstant? Wie kann ich den Grad der Elektrolyt-Dissoziation erhöhen?

Aufgaben zum Moderieren des Materials

119. Geben Sie ein Beispiel von Salz, Säure und Basen, die: a) mit einem starken Elektrolyten sind; b) schwacher Elektrolyt.

120. Geben Sie ein Beispiel einer Substanz ein: a) eine zweiachsige Säure, die in der ersten Stufe ein Elektrolyt der mittleren Kraft und am zweiten schwachen Elektrolyten ist; b) Zwei-Achsensäure, die auf beiden Stufen ein schwacher Elektrolyt ist.

In einigen Säure in der ersten Stufe beträgt der Dissoziationsgrad 100% und in der zweiten - 15%. In welcher Säure kann es sein?

122. Welche Partikel sind in der Sulfid-Wasserstofflösung größer: Moleküle H 2 S, H + Ionen, S2-Ionen oder HS-Ionen -?

123. Schreiben Sie aus der obigen Liste der Substanzen getrennt die Formel: a) starke Elektrolyte; b) schwache Elektrolyte.

NaCl, HCl, NaOH, Nano 3, HNO 3, HNO 2, H 2 SO 4, BA (OH) 2, H 2 S, K 2 S, PB (Nr. 3) 2.

124. Machen Sie die Gleichung der Dissoziation von Strontiumnitrat, Quecksilber (11) Chlorid, Calciumcarbonat, Calciumhydroxid, Sulfidsäure. In welchen Fällen sei Dissoziation reversibel?

125 enthält in einer wässerigen Natriumsulfatlösung 0,3 Molionen. Welche Masse dieses Salzes wurde verwendet, um eine solche Lösung vorzubereiten?

126. In der Lösung von Wasserstofffluorid enthält 1 Liter 2 g dieser Säure, und die Substanzmenge von Wasserstoffionen beträgt 0,008 Mol. Was ist die Menge an Fluorid-Ionen-Substanzen in dieser Lösung?

In drei Röhren sind die gleichen Volumina von Chlorid-, Fluorid- und Sulfidsäurelösungen enthalten. In allen Teströhren der Substanzmenge sind die Säuren gleich. In dem ersten Reagenzglas beträgt jedoch die Substanzmenge von Wasserstoffionen 3. 10 -7 Mol, in der zweiten bis 8. 10 -5 Mol und im dritten - 0,001 Mol. Welcher Röhrchen enthält jede Säure?

Das erste Teströhrchen enthält eine Elektrolytlösung, deren Dissoziationgrad 89% in dem zweiten Elektrolyten mit einer Dissoziation von 8% o und im dritten - 0,2% beträgt. Bringen Sie zwei Beispiele von Elektrolyten unterschiedlicher Klassen von Verbindungen, die in diesen Reagenzgläsern enthalten sein können.

129 *. Finden Sie in zusätzlichen Quellen Informationen über die Abhängigkeit der Macht von Elektrolyten aus der Art der Substanzen. Stellen Sie die Beziehung zwischen der Struktur der Substanzen, der Art der chemischen Elemente, die sie bilden, und die Kraft der Elektrolyten.

Dies ist das Material des Lehrbuchs