Chất điện li mạnh yếu. chất điện giải mạnh

Các chủ đề của bộ mã hóa USE:Sự điện li của các chất điện li trong dung dịch nước. Chất điện li mạnh và yếu.

- Là những chất mà dung dịch và chất nóng chảy đều dẫn được dòng điện.

Dòng điện là dòng chuyển động có trật tự của các hạt mang điện dưới tác dụng của điện trường. Do đó, có các hạt tích điện trong dung dịch hoặc chất tan của chất điện phân. Trong các dung dịch điện phân, theo nguyên tắc, tính dẫn điện là do sự có mặt của các ion.

ion là các hạt mang điện (nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử). Tách các ion mang điện tích dương cation) và các ion mang điện tích âm ( anion).

phân ly điện phân - Đây là quá trình phân hủy chất điện ly thành các ion trong quá trình hòa tan hoặc nóng chảy.

Các chất riêng biệt - chất điện giải và chất không điện giải. Đến chất không điện giải gồm các chất có liên kết cộng hóa trị bền không phân cực (chất đơn giản), tất cả các oxit (có tính chất hóa học không phải tương tác với nước), hầu hết chất hữu cơ(ngoại trừ các hợp chất phân cực - axit cacboxylic, muối của chúng, phenol) - andehit, xeton, hiđrocacbon, cacbohydrat.

Đến chất điện giải gồm một số chất có liên kết cộng hoá trị phân cực và các chất có mạng tinh thể ion.

Bản chất của quá trình là gì phân ly điện phân?

Cho một vài tinh thể natri clorua vào ống nghiệm và thêm nước. Sau một thời gian, các tinh thể sẽ hòa tan. Chuyện gì đã xảy ra thế?
Natri clorua là một chất có mạng tinh thể ion. Tinh thể NaCl gồm các ion Na+ và Cl- . Trong nước, tinh thể này vỡ thành các đơn vị cấu trúc - ion. Trong trường hợp này, các liên kết hóa học ion và một số liên kết hydro giữa các phân tử nước bị phá vỡ. Các ion Na + và Cl - khi đi vào nước sẽ tương tác với các phân tử nước. Trong trường hợp của các ion clorua, chúng ta có thể nói về lực hút tĩnh điện của các phân tử nước lưỡng cực (cực) đối với anion clo, và trong trường hợp các cation natri, về bản chất, nó tiếp cận với chất cho-nhận (khi cặp electron của nguyên tử oxy được đặt trên quỹ đạo trống của ion natri). Các ion được bao quanh bởi các phân tử nước được bao phủvỏ thủy hóa. Sự phân ly của natri clorua được mô tả bằng phương trình: NaCl = Na + + Cl - .

Khi các hợp chất có liên kết cộng hóa trị phân cực được hòa tan trong nước, các phân tử nước bao quanh phân tử phân cực trước tiên sẽ kéo căng liên kết trong nó, làm tăng tính phân cực của nó, sau đó phân hủy nó thành các ion, được hydrat hóa và phân bố đều trong dung dịch. Ví dụ, axit clohydric phân ly thành các ion như sau: HCl \u003d H + + Cl -.

Trong quá trình nóng chảy, khi tinh thể được nung nóng, các ion bắt đầu tạo ra các rung động mạnh trong các nút của mạng tinh thể, kết quả là nó sụp đổ, một sự tan chảy được hình thành, bao gồm các ion.

Quá trình điện ly phân ly được đặc trưng bởi mức độ phân ly của các phân tử chất:

Mức độ phân ly là tỷ lệ giữa số lượng phân tử phân ly (phân rã) so với Tổng số các phân tử điện phân. Đó là tỷ lệ bao nhiêu phân tử của chất ban đầu bị phân hủy thành các ion trong dung dịch hoặc tan chảy.

α=N prodis /N ref, trong đó:

N prodis là số lượng phân tử phân ly,

N ref là số phân tử ban đầu.

Theo mức độ phân ly, chất điện ly được chia thành mạnh và Yếu.

Chất điện li mạnh (α≈1):

1. Tất cả các muối hòa tan (bao gồm cả muối của axit hữu cơ - kali axetat CH 3 COOK, natri formate HCOONa, v.v.)

2. Axit mạnh: HCl, HI, HBr, HNO 3 , H 2 SO 4 (ở giai đoạn đầu tiên), HClO 4 và các loại khác;

3. Chất kiềm: NaOH, KOH, LiOH, RbOH, CsOH; Ca(OH)2 , Sr(OH)2 , Ba(OH)2 .

chất điện giải mạnh phân hủy thành các ion gần như hoàn toàn trong dung dịch nước, nhưng chỉ trong. Trong dung dịch, kể cả chất điện ly mạnh cũng chỉ bị phân hủy một phần. Những, cái đó. độ phân ly của chất điện li mạnh α chỉ xấp xỉ bằng 1 đối với dung dịch các chất chưa no. Trong dung dịch bão hòa hoặc đậm đặc, mức độ phân ly của các chất điện ly mạnh có thể nhỏ hơn hoặc bằng 1: α≤1.

Chất điện ly yếu (α<1):

1. Axit yếu, bao gồm hữu cơ;

2. Bazơ không tan và amoni hiđroxit NH 4 OH;

3. không tan và một số muối ít tan (tùy theo độ tan).

Chất không điện giải:

1. Oxit không tương tác với nước (oxit tương tác với nước, khi tan trong nước sẽ tham gia phản ứng hóa học tạo thành hiđroxit);

2. chất đơn giản;

3. Hầu hết các chất hữu cơ có liên kết phân cực yếu hoặc không phân cực (aldehyd, xeton, hydrocacbon, v.v.).

Các chất phân ly như thế nào? theo mức độ phân ly mạnh và Yếu chất điện giải.

chất điện giải mạnh phân ly hoàn toàn (trong dung dịch bão hòa), trong một bước, tất cả các phân tử bị phân hủy thành ion, gần như không thể đảo ngược. Xin lưu ý rằng trong quá trình phân ly trong dung dịch, chỉ các ion ổn định được hình thành. Các ion phổ biến nhất có thể được tìm thấy trong bảng độ hòa tan - bảng gian lận chính thức của bạn trong bất kỳ kỳ thi nào. Mức độ phân ly của các chất điện ly mạnh xấp xỉ bằng 1. Ví dụ, trong quá trình phân ly natri photphat, các ion Na + và PO 4 3– được hình thành:

Na 3 PO 4 → 3Na + + PO 4 3-

NH 4 Cr(SO 4) 2 → NH 4 + + Cr 3+ + 2SO 4 2–

Phân ly chất điện li yếu : axit đa bazơ và bazơ axit đa chức xảy ra từng bước và đảo ngược. Những, cái đó. trong quá trình phân ly của chất điện ly yếu, chỉ một phần rất nhỏ các hạt ban đầu bị phân hủy thành ion. Ví dụ, axit cacbonic:

H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 -

HCO 3 – ↔ H + + CO 3 2–

Magiê hydroxit cũng phân ly theo 2 bước:

Mg(OH)2 ⇄ Mg(OH) + OH -

Mg(OH) + ⇄ Mg 2+ + OH -

Muối axit cũng phân li từng bước, đầu tiên liên kết ion bị phá vỡ, sau đó là liên kết cộng hóa trị có cực. Ví dụ, kali hydro cacbonat và magie hydroxoclorua:

KHCO 3 ⇄ K + + HCO 3 – (α=1)

HCO 3–⇄ H + + CO 3 2–(α< 1)

Mg(OH)Cl ⇄ MgOH + + Cl – (α=1)

MgOH + ⇄ Mg 2+ + OH - (α<< 1)

Mức độ phân ly của chất điện ly yếu nhỏ hơn nhiều so với 1: α<<1.

Do đó, các quy định chính của lý thuyết phân ly điện phân là:

1. Khi hòa tan trong nước, chất điện giải phân ly (phân hủy) thành các ion.

2. Lý do cho sự phân ly của các chất điện giải trong nước là do quá trình hydrat hóa của nó, tức là tương tác với các phân tử nước và phá vỡ liên kết hóa học trong đó.

3. Dưới tác dụng của điện trường ngoài, các ion tích điện dương chuyển động về phía điện cực tích điện dương - cực âm, chúng được gọi là cation. Các electron mang điện tích âm di chuyển về phía điện cực âm - cực dương. Chúng được gọi là anion.

4. Sự phân ly điện ly xảy ra thuận nghịch đối với chất điện ly yếu và thực tế không thể đảo ngược đối với chất điện ly mạnh.

5. Chất điện ly có thể phân ly thành ion ở các mức độ khác nhau, phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài, nồng độ và bản chất của chất điện ly.

6. Tính chất hóa học của ion khác với tính chất của chất đơn giản. Tính chất hóa học của dung dịch điện phân được xác định bởi tính chất của các ion được hình thành từ nó trong quá trình phân ly.

Ví dụ.

1. Khi phân li không hoàn toàn 1 mol muối thì tổng số ion dương và ion âm trong dung dịch là 3,4 mol. Công thức muối - a) K 2 S b) Ba(ClO 3) 2 c) NH 4 NO 3 d) Fe(NO 3) 3

Phán quyết: để bắt đầu, chúng ta sẽ xác định độ mạnh của chất điện phân. Điều này có thể dễ dàng được thực hiện từ bảng độ hòa tan. Tất cả các muối đưa ra trong các câu trả lời đều hòa tan, tức là chất điện ly mạnh. Tiếp theo, chúng tôi viết ra các phương trình phân ly điện phân và sử dụng phương trình này, xác định số lượng ion tối đa trong mỗi dung dịch:

một) K 2 S ⇄ 2K + + S 2– , với sự phân hủy hoàn toàn 1 mol muối, 3 mol ion được hình thành, hơn 3 mol ion sẽ không hoạt động theo bất kỳ cách nào;

b) Ba(ClO 3) 2 ⇄ Ba 2+ + 2ClO 3 -, một lần nữa, trong quá trình phân rã 1 mol muối, 3 mol ion được hình thành, hơn 3 mol ion không được hình thành theo bất kỳ cách nào;

Trong) NH 4 NO 3 ⇄ NH 4 + + NO 3 -, trong quá trình phân rã 1 mol amoni nitrat, 2 mol ion được hình thành càng nhiều càng tốt, hơn 2 mol ion không được hình thành theo bất kỳ cách nào;

g) Fe(NO 3) 3 ⇄ Fe 3+ + 3NO 3 -, với sự phân hủy hoàn toàn 1 mol sắt (III) nitrat, 4 mol ion được tạo thành. Do đó, với sự phân hủy không hoàn toàn 1 mol nitrat sắt, có thể tạo thành một số lượng ion nhỏ hơn (có thể phân hủy không hoàn toàn trong dung dịch muối bão hòa). Do đó, tùy chọn 4 phù hợp với chúng tôi.

Lý thuyết phân ly điện phân do nhà khoa học Thụy Điển S. Arrhenius đề xuất vào năm 1887.

phân ly điện phân- đây là sự phân hủy các phân tử chất điện li với sự hình thành các ion tích điện dương (cation) và tích điện âm (anion) trong dung dịch.

Ví dụ, axit axetic phân tách như thế này trong dung dịch nước:

CH 3 COOH⇄H + + CH 3 COO - .

Phân ly là một quá trình đảo ngược. Nhưng các chất điện phân khác nhau phân ly khác nhau. Mức độ phụ thuộc vào bản chất của chất điện ly, nồng độ của nó, bản chất của dung môi, điều kiện bên ngoài (nhiệt độ, áp suất).

Mức độ phân ly α - tỉ lệ giữa số phân tử bị phân huỷ thành ion trên tổng số phân tử:

α=v´(x)/v(x).

Mức độ có thể thay đổi từ 0 đến 1 (từ không phân ly đến hoàn thành hoàn toàn). Được chỉ định dưới dạng phần trăm. Nó được xác định bằng thực nghiệm. Trong quá trình phân ly chất điện ly, số lượng tiểu phân trong dung dịch tăng lên. Mức độ phân ly cho biết cường độ của chất điện phân.

Phân biệt mạnh và chất điện li yếu.

chất điện giải mạnh- đây là những chất điện giải, mức độ phân ly vượt quá 30%.

Chất điện giải cường độ trung bình- đây là những người có mức độ phân ly phân chia trong khoảng từ 3% đến 30%.

chất điện giải yếu- mức độ phân ly trong dung dịch nước 0,1 M nhỏ hơn 3%.

Ví dụ về chất điện li yếu và mạnh.

Chất điện ly mạnh trong dung dịch loãng phân hủy hoàn toàn thành các ion, tức là α = 1. Nhưng thực nghiệm cho thấy độ phân ly không thể bằng 1, nó có giá trị gần đúng, nhưng không bằng 1. Đây không phải là độ phân ly thực mà là độ phân ly biểu kiến.

Ví dụ, hãy để một số kết nối α = 0,7. Những, cái đó. theo lý thuyết Arrhenius, 30% phân tử không phân ly “trôi nổi” trong dung dịch. Và 70% hình thành các ion tự do. Và lý thuyết tĩnh điện đưa ra một định nghĩa khác cho khái niệm này: nếu α \u003d 0,7, thì tất cả các phân tử đều bị phân ly thành ion, nhưng các ion chỉ 70% tự do và 30% còn lại bị ràng buộc bởi các tương tác tĩnh điện.

Mức độ rõ ràng của sự phân ly.

Mức độ phân ly không chỉ phụ thuộc vào bản chất của dung môi và chất tan mà còn phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch và nhiệt độ.

Phương trình phân ly có thể được biểu diễn như sau:

AK ⇄ A- + K + .

Và mức độ phân ly có thể được biểu thị như sau:

Với sự gia tăng nồng độ của dung dịch, mức độ phân ly của chất điện phân giảm. Những, cái đó. giá trị độ cho một chất điện phân cụ thể không phải là một giá trị không đổi.

Vì quá trình phân ly là một quá trình thuận nghịch nên các phương trình tốc độ phản ứng có thể được viết như sau:

Nếu sự phân ly là cân bằng, thì tốc độ bằng nhau và kết quả là chúng ta nhận được không đổi thế cân bằng(hằng số phân ly):

K phụ thuộc vào bản chất của dung môi và nhiệt độ, nhưng không phụ thuộc vào nồng độ của các dung dịch. Từ phương trình có thể thấy rằng càng nhiều phân tử không phân ly thì giá trị của hằng số phân ly điện ly càng thấp.

axit đa bazơ phân ly theo từng bước và mỗi bước có giá trị hằng số phân ly riêng.

Nếu một axit polybasic phân ly, thì proton đầu tiên dễ bị tách ra nhất và khi điện tích của anion tăng lên, lực hút tăng lên, và do đó, proton bị tách ra khó hơn nhiều. Ví dụ,

Hằng số phân ly của axit photphoric ở mỗi giai đoạn nên rất khác nhau:

Tôi - giai đoạn:

II - giai đoạn:

III - giai đoạn:

Ở giai đoạn đầu axit photphoric là axit có độ mạnh trung bình, đến giai đoạn 2 thì yếu, ở giai đoạn 3 thì rất yếu.

Ví dụ về hằng số cân bằng của một số dung dịch điện li.

Hãy xem xét một ví dụ:

Nếu đồng kim loại được thêm vào dung dịch chứa các ion bạc, thì tại thời điểm cân bằng, nồng độ của các ion đồng phải lớn hơn nồng độ của bạc.

Nhưng hằng số có giá trị thấp:

AgCl⇄Ag + +Cl - .

Điều này cho thấy rằng vào thời điểm đạt được trạng thái cân bằng, rất ít bạc clorua đã bị hòa tan.

Nồng độ của đồng kim loại và bạc được đưa vào hằng số cân bằng.

Tích số ion của nước.

Bảng dưới đây chứa dữ liệu:

Hằng số này được gọi là tích số ion của nước, chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. Theo độ phân ly, có 1 ion hiđroxit cho 1 ion H+. Trong nước tinh khiết, nồng độ của các ion này là như nhau: [ h + ] = [Ồ - ].

Vì thế, [ h + ] = [Ồ- ] = = 10-7 mol/l.

Nếu một chất lạ, chẳng hạn như axit clohydric, được thêm vào nước, nồng độ của các ion hydro sẽ tăng lên, nhưng tích số ion của nước không phụ thuộc vào nồng độ.

Và nếu bạn thêm kiềm, thì nồng độ của các ion sẽ tăng lên và lượng hydro sẽ giảm.

Sự tập trung và được kết nối với nhau: giá trị này càng nhiều thì giá trị kia càng ít.

Độ axit của dung dịch (pH).

Độ axit của dung dịch thường được biểu thị bằng nồng độ của các ion H+ . Trong môi trường axit pH<10 -7 моль/л, в нейтральных - pH\u003d 10 -7 mol/l, trong kiềm - pH> 10 -7 mol/l.
Độ axit của dung dịch được biểu thị theo logarit âm của nồng độ ion hydro, được gọi là pH.

pH = -lg[ h + ].

Mối quan hệ giữa hằng số và độ phân ly.

Hãy xem xét một ví dụ về sự phân ly của axit axetic:

Hãy tìm một hằng số:

nồng độ mol С=1/V, chúng tôi thay thế vào phương trình và nhận được:

Các phương trình này là theo quy luật sinh sản của W. Ostwald, theo đó hằng số phân li của chất điện li không phụ thuộc vào độ loãng của dung dịch.

Tất cả các chất có thể được chia thành chất điện giải và không điện phân. Chất điện ly bao gồm các chất mà dung dịch hoặc chất nóng chảy dẫn được dòng điện (ví dụ: dung dịch nước hoặc chất nóng chảy KCl, H 3 PO 4 , Na 2 CO 3). Các chất không điện ly không dẫn điện khi nóng chảy hoặc hòa tan (đường, rượu, axeton, v.v.).

Chất điện giải được chia thành mạnh và yếu. Chất điện li mạnh trong dung dịch hoặc nóng chảy phân li hoàn toàn thành ion. Khi viết phương trình phản ứng hóa học, điều này được nhấn mạnh bằng mũi tên theo một hướng, ví dụ:

HCl → H + + Cl -

Ca(OH)2 → Ca 2+ + 2OH -

Chất điện ly mạnh bao gồm các chất có cấu trúc tinh thể dị cực hoặc ion (bảng 1.1).

Bảng 1.1 Chất điện ly mạnh

Chất điện ly yếu chỉ phân hủy một phần thành các ion. Cùng với các ion, trong các chất nóng chảy hoặc dung dịch của các chất này, phần lớn các phân tử không phân ly đều có mặt. Trong dung dịch các chất điện ly yếu, song song với quá trình phân ly, quá trình ngược lại diễn ra - liên kết, tức là sự kết hợp của các ion thành phân tử. Khi viết phương trình phản ứng, điều này được nhấn mạnh bằng hai mũi tên ngược chiều.

CH 3 COOH D CH 3 COO - + H +

Chất điện ly yếu bao gồm các chất có mạng tinh thể thuộc loại nội phân cực (bảng 1.2).

Bảng 1.2 Các chất điện li yếu

Trạng thái cân bằng của chất điện ly yếu trong dung dịch nước được đặc trưng về mặt lượng bằng độ điện ly và hằng số điện ly.

Độ điện li α là tỉ số giữa số phân tử bị phân li thành ion trên tổng số phân tử chất điện li bị hoà tan:

Mức độ phân ly cho biết phần nào trong tổng lượng chất điện ly hòa tan bị phân hủy thành ion và phụ thuộc vào bản chất của chất điện ly và dung môi, cũng như nồng độ của chất trong dung dịch, có giá trị không thứ nguyên, mặc dù nó là thường được biểu thị dưới dạng phần trăm. Với độ pha loãng vô hạn của dung dịch điện phân, mức độ phân ly đạt đến mức thống nhất, tương ứng với sự phân ly hoàn toàn 100% của các phân tử chất tan thành ion. Đối với dung dịch chất điện ly yếu α<<1. Сильные электролиты в растворах диссоциируют полностью (α =1). Если известно, что в 0,1 М растворе уксусной кислоты степень электрической диссоциации α =0,0132, это означает, что 0,0132 (или 1,32%) общего количества растворённой уксусной кислоты продиссоциировало на ионы, а 0,9868 (или 98,68%) находится в виде недиссоциированных молекул. Диссоциация слабых электролитов в растворе подчиняется закону действия масс.

Nói chung, một phản ứng hóa học thuận nghịch có thể được biểu diễn dưới dạng:

một A+ b B Đ đ D+ e e

Tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với tích nồng độ của các hạt phản ứng theo lũy thừa của các hệ số cân bằng hóa học của chúng. Sau đó cho phản ứng trực tiếp

v 1 = k 1[A] một[B] b,

và tốc độ của phản ứng nghịch

v 2 = k 2[D] đ[E] đ.

Tại một thời điểm nào đó, tốc độ của phản ứng thuận và nghịch sẽ bằng nhau, tức là

Trạng thái này được gọi là trạng thái cân bằng hóa học. Từ đây

k 1[A] một[B] b=k 2[D] đ[E] e

Nhóm các hằng số ở một phía và các biến ở phía bên kia, chúng tôi nhận được:

Do đó, đối với phản ứng hóa học thuận nghịch ở trạng thái cân bằng, tích của nồng độ cân bằng của các sản phẩm phản ứng theo lũy thừa của các hệ số cân bằng hóa học của chúng, liên quan đến cùng một sản phẩm đối với các chất ban đầu, là một giá trị không đổi ở nhiệt độ và áp suất nhất định . Trị số của hằng số cân bằng hóa học Đến không phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng. Ví dụ, hằng số cân bằng cho sự phân ly của axit nitơ, theo định luật tác dụng khối lượng, có thể được viết là:

HNO 2 + H 2 OD H 3 O + + NO 2 -

.

giá trị k a gọi là hằng số phân ly của axit, trong trường hợp này là nitơ.

Hằng số phân ly của bazơ yếu được biểu diễn tương tự. Ví dụ, đối với phản ứng phân ly amoniac:

NH 3 + H 2 O DNH 4 + + OH -

.

giá trị b gọi là hằng số phân ly của bazơ, trong trường hợp này là amoniac. Hằng số phân ly của chất điện ly càng cao thì chất điện ly đó phân ly càng nhiều và nồng độ các ion của nó trong dung dịch ở trạng thái cân bằng càng cao. Mối quan hệ giữa độ điện li và hằng số phân li của chất điện li yếu là:

Đây là một biểu thức toán học của định luật pha loãng Ostwald: khi pha loãng chất điện ly yếu, mức độ phân ly của nó tăng lên. Đến≤1∙10 -4 và Với≥0,1 mol/l sử dụng biểu thức đơn giản hóa:

Đến= α 2 ∙Với hoặc α

Ví dụ 1. Tính độ phân ly và nồng độ của các ion và [ NH 4 + ] trong dung dịch amoni hydroxit 0,1 M nếu Đến NH 4 OH \u003d 1,76 ∙ 10 -5

Cho: NH 4 OH

Đến NH 4 OH \u003d 1,76 ∙ 10 -5

Phán quyết:

Vì chất điện li khá yếu ( Đến NH 4 OH =1,76∙10 –5 <1∙ 10 - 4) и раствор его не слишком разбавлен, можно принять, что:

hay 1,33%

Nồng độ của các ion trong dung dịch điện phân hai chất bằng C∙α, vì chất điện phân nhị phân bị ion hóa với sự hình thành của một cation và một anion, sau đó \u003d [ NH 4 + ] \u003d 0,1 1,33 10 -2 \u003d 1,33 10 -3 (mol / l).

Câu trả lời:α=1,33%; \u003d [ NH 4 + ] \u003d 1,33 ∙ 10 -3 mol/l.

Lý thuyết về chất điện li mạnh

Chất điện li mạnh trong dung dịch và khi nóng chảy phân li hoàn toàn thành ion. Tuy nhiên, các nghiên cứu thực nghiệm về độ dẫn điện của các dung dịch chất điện ly mạnh cho thấy giá trị của nó bị đánh giá thấp hơn một chút so với độ dẫn điện phải ở mức phân ly 100%. Sự khác biệt này được giải thích bằng lý thuyết về chất điện ly mạnh do Debye và Hueckel đề xuất. Theo thuyết này, trong dung dịch các chất điện ly mạnh, có tương tác tĩnh điện giữa các ion. Xung quanh mỗi ion, một “bầu không khí ion” được hình thành từ các ion mang điện tích trái dấu, làm chậm chuyển động của các ion trong dung dịch khi có dòng điện một chiều chạy qua. Ngoài tương tác tĩnh điện của các ion, trong dung dịch đậm đặc cần tính đến sự liên kết của các ion. Ảnh hưởng của các lực tương tác tạo ra hiệu ứng phân ly không hoàn toàn của các phân tử, tức là mức độ phân ly biểu kiến. Giá trị của α được xác định bằng thực nghiệm luôn thấp hơn một chút so với giá trị thật của α. Ví dụ, trong dung dịch Na 2 SO 4 0,1 M, giá trị thực nghiệm α = 45%. Để tính đến yếu tố tĩnh điện trong dung dịch các chất điện li mạnh, người ta dùng khái niệm hoạt độ (một). Hoạt độ của một ion được gọi là nồng độ hiệu dụng hay biểu kiến, theo đó ion đó tác dụng trong dung dịch. Hoạt động và sự tập trung thực sự có liên quan bởi biểu thức:

ở đâu f- hệ số hoạt động, đặc trưng cho mức độ sai lệch của hệ so với lý tưởng do tương tác tĩnh điện của các ion.

Hệ số hoạt động của các ion phụ thuộc vào giá trị µ, gọi là cường độ ion của dung dịch. Cường độ ion của dung dịch là thước đo tương tác tĩnh điện của tất cả các ion có trong dung dịch và bằng một nửa tổng tích của các nồng độ (với) của mỗi ion có trong dung dịch trên bình phương số điện tích của nó (z):

.

Trong dung dịch loãng (µ<0,1М) коэффициенты активности меньше единицы и уменьшаются с ростом ионной силы. Растворы с очень низкой ионной силой (µ < 1∙10 -4 М) можно считать идеальными. В бесконечно разбавленных растворах электролитов активность можно заменить истинной концентрацией. В идеальной системе một = c và hệ số hoạt động là 1. Điều này có nghĩa là thực tế không có tương tác tĩnh điện. Trong các dung dịch rất đậm đặc (µ>1M), hệ số hoạt động của các ion có thể lớn hơn 1. Mối quan hệ của hệ số hoạt động với cường độ ion của dung dịch được biểu thị bằng các công thức:

tại µ <10 -2

tại 10 -2 ≤ µ ≤ 10 -1

+ 0,1z2µở mức 0,1<µ <1

Hằng số cân bằng thể hiện dưới dạng các hoạt động được gọi là nhiệt động lực học. Ví dụ, đối với phản ứng

một A+ b b đ D+ e e

hằng số nhiệt động có dạng:

Nó phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và bản chất của dung môi.

Vì hoạt động của hạt, sau đó

ở đâu Đến C là hằng số cân bằng nồng độ.

Nghĩa Đến C không những phụ thuộc vào nhiệt độ, bản chất dung môi, áp suất mà còn phụ thuộc vào lực ion tôi. Vì các hằng số nhiệt động phụ thuộc vào số lượng yếu tố nhỏ nhất, do đó, chúng là đặc điểm cơ bản nhất của trạng thái cân bằng. Do đó, trong các sách tham khảo, người ta đưa ra hằng số nhiệt động lực học. Giá trị hằng số nhiệt động của một số chất điện li yếu được cho trong phần phụ lục của sách hướng dẫn này. \u003d 0,024 mol/l.

Với sự gia tăng điện tích của ion, hệ số hoạt động và hoạt động của ion giảm.

Câu hỏi để kiểm soát bản thân:

1. Một hệ thống lý tưởng là gì? Kể tên những lý do chính dẫn đến sự sai lệch của hệ thống thực so với hệ thống lý tưởng.
2. Mức độ phân ly của các chất điện ly là gì?
3. Cho ví dụ về chất điện li mạnh và yếu.
4. Nêu mối quan hệ giữa hằng số điện li và độ điện li của chất điện li yếu? Thể hiện nó một cách toán học.
5. Hoạt động là gì? Làm thế nào là hoạt động của một ion và nồng độ thực sự của nó liên quan?
6. Yếu tố Hoạt động là gì?
7. Làm thế nào để điện tích của một ion ảnh hưởng đến giá trị của hệ số hoạt động?
8. Lực ion của dung dịch, biểu thức toán học của nó là gì?
9. Viết các công thức tính hệ số hoạt độ của các ion riêng lẻ phụ thuộc vào độ mạnh ion của dung dịch.
10. Xây dựng định luật hành động khối lượng và thể hiện nó bằng toán học.
11. Hằng số cân bằng nhiệt động là gì? Những yếu tố ảnh hưởng đến giá trị của nó?
12. Hằng số cân bằng nồng độ là gì? Những yếu tố ảnh hưởng đến giá trị của nó?
13. Hằng số cân bằng nhiệt động và nồng độ có liên hệ với nhau như thế nào?
14. Giá trị của hệ số hoạt độ có thể thay đổi đến mức nào?
15. Các quy định chính của lý thuyết về chất điện ly mạnh là gì?

chất điện giải yếu Các chất phân li một phần thành ion. Các dung dịch chất điện ly yếu, cùng với các ion, chứa các phân tử không phân ly. Chất điện ly yếu không thể cho nồng độ ion cao trong dung dịch. Các chất điện li yếu bao gồm:

1) hầu hết các axit hữu cơ (CH 3 COOH, C 2 H 5 COOH, v.v.);

2) một số axit vô cơ (H 2 CO 3 , H 2 S, v.v.);

3) hầu hết tất cả các muối tan trong nước, bazơ và amoni hydroxit Ca 3 (PO 4) 2 ; Cu(OH)2 ; Al(OH)3 ; NH4OH;

Chúng là chất dẫn điện kém (hoặc hầu như không dẫn điện).

Nồng độ ion trong dung dịch các chất điện li yếu được đặc trưng về mặt chất bởi độ và hằng số phân li.

Mức độ phân ly được biểu thị bằng phân số của một đơn vị hoặc dưới dạng phần trăm (a \u003d 0,3 là ranh giới phân chia có điều kiện thành chất điện ly mạnh và yếu).

Mức độ phân ly phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch chất điện ly yếu. Khi pha loãng với nước thì độ phân ly luôn tăng vì số phân tử dung môi (H 2 O) tăng trên mỗi phân tử chất tan. Theo nguyên lý Le Chatelier, cân bằng phân ly điện phân trong trường hợp này sẽ chuyển dịch theo hướng tạo thành sản phẩm, tức là ion ngậm nước.

Mức độ điện ly phụ thuộc vào nhiệt độ của dung dịch. Thông thường, khi nhiệt độ tăng, mức độ phân ly tăng, bởi vì các liên kết trong phân tử được kích hoạt, chúng trở nên linh động hơn và dễ bị ion hóa hơn. Nồng độ của các ion trong dung dịch chất điện li yếu có thể được tính khi biết mức độ phân ly một và nồng độ ban đầu của chất c trong dung dịch.

HAn = H + + An - .

Hằng số cân bằng K p của phản ứng này là hằng số phân ly K d:

k d = . / . (10.11)

Nếu chúng ta biểu thị nồng độ cân bằng theo nồng độ của chất điện ly yếu C và mức độ phân ly α của nó, thì chúng ta sẽ nhận được:

K d \u003d C. α. C. α/C. (1-α) = C. α2 /1-α. (10.12)

Mối quan hệ này được gọi là Định luật pha loãng của Ostwald. Đối với chất điện ly rất yếu ở α<<1 это уравнение упрощается:

K d \u003d C. α 2. (10.13)

Điều này cho phép chúng tôi kết luận rằng, ở độ pha loãng vô hạn, mức độ phân ly α có xu hướng thống nhất.

Cân bằng protolytic trong nước:

,

,

Ở nhiệt độ không đổi trong dung dịch loãng, nồng độ của nước trong nước không đổi và bằng 55,5, ( )

, (10.15)

trong đó K in là tích số ion của nước.

Sau đó =10 -7 . Trong thực tế, để thuận tiện cho việc đo và ghi, một giá trị được sử dụng - giá trị pH, (tiêu chí) về độ mạnh của axit hoặc bazơ. Tương tự .

Từ phương trình (11.15): . Ở pH = 7 - phản ứng của dung dịch là trung tính, ở pH<7 – кислая, а при pH>7 - kiềm.

Ở điều kiện bình thường (0°C):

, sau đó

Hình 10.4 - Độ pH của các chất và hệ thống khác nhau

10.7 Dung dịch chất điện li mạnh

Chất điện li mạnh là những chất khi tan trong nước bị phân huỷ gần như hoàn toàn thành ion. Theo quy định, chất điện ly mạnh bao gồm các chất có liên kết ion hoặc cực cao: tất cả các muối tan nhiều, axit mạnh (HCl, HBr, HI, HClO 4, H 2 SO 4, HNO 3) và bazơ mạnh (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ba(OH)2, Sr(OH)2, Ca(OH)2).

Trong dung dịch chất điện ly mạnh, chất tan chủ yếu tồn tại ở dạng ion (cation và anion); các phân tử không phân ly thực tế không có.

Sự khác nhau cơ bản giữa chất điện li mạnh và chất điện li yếu là ở chỗ cân bằng phân li của chất điện li mạnh chuyển dịch hoàn toàn sang phải:

H 2 SO 4 \u003d H + + HSO 4 -,

và do đó hằng số cân bằng (độ phân ly) hóa ra là một đại lượng không xác định. Độ dẫn điện giảm khi tăng nồng độ chất điện ly mạnh là do tương tác tĩnh điện giữa các ion.

Nhà khoa học người Hà Lan Petrus Josephus Wilhelmus Debye và nhà khoa học người Đức Erich Hückel đã đưa ra giả thuyết:

1) chất điện ly phân ly hoàn toàn nhưng ở dạng dung dịch tương đối loãng (C M = 0,01 mol. l -1);

2) mỗi ion được bao quanh bởi một lớp vỏ các ion trái dấu. Đổi lại, mỗi ion này được solvat hóa. Môi trường này được gọi là khí quyển ion. Trong tương tác điện phân của các ion trái dấu, cần phải tính đến ảnh hưởng của khí quyển ion. Khi một cation chuyển động trong trường tĩnh điện, khí quyển ion bị biến dạng; nó dày lên trước anh ta và mỏng đi sau anh ta. Sự bất đối xứng này của khí quyển ion có tác dụng ức chế chuyển động của cation càng nhiều, nồng độ chất điện ly càng cao và điện tích của các ion càng lớn. Trong các hệ thống này, khái niệm tập trung trở nên mơ hồ và nên được thay thế bằng hoạt động. Đối với chất điện phân đơn tích điện nhị phân KatAn = Kat + + An - hoạt độ của cation (a +) và anion (a -) tương ứng là

a + = γ + . C + , a - = γ - . C - , (10.16)

trong đó C + và C - lần lượt là nồng độ phân tích của cation và anion;

γ + và γ - - hệ số hoạt độ của chúng.

và hệ số hoạt động:

Hệ số hoạt động Debye-Hückel ít nhất phụ thuộc vào nhiệt độ, độ thấm của dung môi (ε) và cường độ ion (I); cái sau đóng vai trò là thước đo cường độ điện trường do các ion trong dung dịch tạo ra.

Đối với một chất điện phân nhất định, cường độ ion được biểu thị bằng phương trình Debye-Hückel:

Cường độ ion lần lượt bằng

trong đó C là nồng độ phân tích;

z là điện tích của cation hoặc anion.

Đối với chất điện phân tích điện đơn, cường độ ion giống như nồng độ. Như vậy, NaCl và Na 2 SO 4 ở cùng nồng độ sẽ có lực ion khác nhau. Việc so sánh tính chất của các dung dịch chất điện ly mạnh chỉ có thể được thực hiện khi cường độ ion là như nhau; ngay cả những tạp chất nhỏ cũng làm thay đổi đáng kể tính chất của chất điện phân.

Hình 10.5 - Phụ thuộc

CÁC GIẢI PHÁP
LÝ THUYẾT VỀ SỰ PHÂN TÍCH ĐIỆN PHÂN

ĐIỆN PHÂN
CHẤT ĐIỆN TỬ VÀ KHÔNG ĐIỆN CỰC

Lý thuyết phân ly điện phân

(S. Arrhenius, 1887)

1. Khi hòa tan trong nước (hoặc tan chảy), các chất điện phân bị phân hủy thành các ion tích điện dương và âm (chịu sự phân ly điện phân).

2. Dưới tác dụng của dòng điện, các cation (+) di chuyển về cực âm (-) và các anion (-) di chuyển về cực dương (+).

3. Điện phân ly là một quá trình thuận nghịch (phản ứng ngược lại được gọi là mol hóa).

4. Mức độ phân ly điện phân ( một ) phụ thuộc vào bản chất của chất điện ly và dung môi, nhiệt độ và nồng độ. Nó cho thấy tỷ lệ số lượng phân tử bị phân hủy thành các ion ( N ) trên tổng số phân tử được đưa vào dung dịch ( N).

một = n / N0< a <1

Cơ chế điện ly của các chất thành ion

Khi hòa tan các hợp chất có liên kết ion ( ví dụ: NaCl ) quá trình hydrat hóa bắt đầu với sự định hướng của các lưỡng cực nước xung quanh tất cả các gờ và mặt của tinh thể muối.

Định hướng xung quanh các ion của mạng tinh thể, các phân tử nước hình thành liên kết hydro hoặc liên kết nhận-cho với chúng. Quá trình này giải phóng một lượng lớn năng lượng, năng lượng này được gọi là năng lượng hydrat hóa.

Năng lượng của quá trình hydrat hóa, giá trị của nó có thể so sánh với năng lượng của mạng tinh thể, dẫn đến sự phá hủy mạng tinh thể. Trong trường hợp này, các ion ngậm nước đi từng lớp vào dung môi và trộn với các phân tử của nó, tạo thành dung dịch.

Cơ chế điện phân ly của các chất phân cực

Các chất mà phân tử được hình thành theo kiểu liên kết cộng hóa trị có cực (phân tử có cực) cũng phân ly tương tự. Xung quanh mỗi phân tử cực của vật chất ( ví dụ: HCl ), các lưỡng cực của nước được định hướng theo một cách nhất định. Do tương tác với các lưỡng cực nước, phân tử phân cực càng trở nên phân cực hơn và biến thành phân tử ion, khi đó các ion ngậm nước tự do dễ dàng hình thành.

Chất điện giải và không điện giải

Sự phân ly điện phân của các chất, dẫn đến sự hình thành các ion tự do, giải thích tính dẫn điện của dung dịch.

Quá trình điện phân ly thường được viết dưới dạng sơ đồ, không tiết lộ cơ chế của nó và bỏ qua dung môi ( H2O ), mặc dù anh ấy là người đóng góp chính.

CaCl 2 "Ca 2+ + 2Cl -

KAl(SO 4 ) 2 "K + + Al 3+ + 2SO 4 2-

HNO 3 "H + + NO 3 -

Ba(OH)2 “Ba 2+ + 2OH -

Từ tính trung lập về điện của các phân tử, suy ra tổng điện tích của các cation và anion phải bằng không.

Ví dụ, đối với

Al 2 (SO 4 ) 3 ––2 (+3) + 3 (-2) = +6 - 6 = 0

KCr(SO 4 ) 2 ––1 (+1) + 3 (+3) + 2 (-2) = +1 + 3 - 4 = 0

chất điện giải mạnh

Đây là những chất khi hòa tan trong nước hầu như bị phân hủy hoàn toàn thành ion. Theo quy định, chất điện ly mạnh bao gồm các chất có liên kết ion hoặc cực mạnh: tất cả các muối hòa tan cao, axit mạnh ( HCl, HBr, HI, HClO 4, H 2 SO 4, HNO 3 ) và bazơ mạnh ( LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ba(OH)2, Sr(OH)2, Ca(OH)2).

Trong dung dịch chất điện ly mạnh, chất tan chủ yếu tồn tại ở dạng ion (cation và anion); các phân tử không phân ly thực tế không có.

chất điện giải yếu

Các chất phân li một phần thành ion. Các dung dịch chất điện ly yếu, cùng với các ion, chứa các phân tử không phân ly. Chất điện ly yếu không thể cho nồng độ ion cao trong dung dịch.

Các chất điện li yếu bao gồm:

1) hầu hết các axit hữu cơ ( CH 3 COOH, C 2 H 5 COOH, v.v...);

2) một số axit vô cơ ( H 2 CO 3 , H 2 S, v.v...);

3) hầu hết tất cả các muối, bazơ và amoni hydroxit tan trong nước(Ca 3(PO 4 ) 2 ; Cu(OH ) 2 ; Al(OH ) 3 ; NH 4 OH ) ;

4) nước.

Chúng dẫn điện kém (hoặc gần như không dẫn điện).

CH 3 COOH « CH 3 COO - + H +

Cu(OH)2 "[CuOH] + + OH - (giai đoạn đầu)

[CuOH] + "Cu 2+ + OH - (bước thứ hai)

H 2 CO 3 "H + + HCO - (giai đoạn đầu)

HCO 3 - "H + + CO 3 2- (giai đoạn thứ hai)

chất không điện giải

Các chất mà dung dịch nước và nóng chảy của chúng không dẫn điện. Chúng chứa các liên kết cộng hóa trị không phân cực hoặc phân cực thấp không phân hủy thành các ion.

Chất khí, chất rắn (phi kim loại), hợp chất hữu cơ (sucrose, xăng, rượu) không dẫn điện.

Mức độ phân ly. Hằng số phân ly

Nồng độ của các ion trong dung dịch phụ thuộc vào mức độ phân ly hoàn toàn của chất điện phân đã cho thành các ion. Trong các dung dịch chất điện ly mạnh, sự phân ly của chúng có thể được coi là hoàn toàn, nồng độ của các ion có thể dễ dàng xác định từ nồng độ (c) và thành phần của phân tử chất điện phân (chỉ số cân bằng hóa học), ví dụ :

Nồng độ ion trong dung dịch các chất điện li yếu được đặc trưng về mặt chất bởi độ và hằng số phân li.

Mức độ phân ly (một) là tỷ lệ số phân tử bị phân rã thành ion ( N ) trên tổng số phân tử hòa tan ( N):

một = n / N

và được biểu thị bằng phân số của một đơn vị hoặc bằng % ( một \u003d 0,3 - ranh giới phân chia có điều kiện thành chất điện ly mạnh và yếu).

Ví dụ

Xác định nồng độ mol của các cation và anion trong dung dịch 0,01 M KBr, NH 4 OH, Ba(OH) 2, H 2 SO 4 và CH 3 COOH.

Mức độ phân li của chất điện li yếu một = 0,3.

Phán quyết

KBr, Ba(OH)2 và H 2 SO 4 - chất điện li mạnh phân li hoàn toàn(một = 1).

KBr « K + + Br -

0,01M

Ba(OH)2 “Ba 2+ + 2OH -

0,01M

0,02M

H 2 SO 4 "2H + + SO 4

0,02M

[SO 4 2-] = 0,01 M

NH 4 OH và CH 3 COOH - chất điện li yếu(a=0,3)

NH 4 OH + 4 + OH -

0,3 0,01 = 0,003M

CH 3 COOH « CH 3 COO - + H +

[H +] \u003d [CH 3 COO -] \u003d 0,3 0,01 \u003d 0,003 M

Mức độ phân ly phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch chất điện ly yếu. Khi pha loãng với nước thì độ phân ly luôn tăng vì số phân tử dung môi tăng ( H2O ) trên mỗi phân tử chất tan. Theo nguyên lý Le Chatelier, cân bằng điện ly phân ly trong trường hợp này sẽ chuyển dịch theo hướng tạo thành sản phẩm, tức là ion ngậm nước.

Mức độ điện ly phụ thuộc vào nhiệt độ của dung dịch. Thông thường, khi nhiệt độ tăng, mức độ phân ly tăng, bởi vì các liên kết trong phân tử được kích hoạt, chúng trở nên linh động hơn và dễ bị ion hóa hơn. Nồng độ của các ion trong dung dịch chất điện li yếu có thể được tính khi biết mức độ phân lymộtvà nồng độ ban đầu của chấtc trong dung dịch.

Ví dụ

Xác định nồng độ của phân tử và ion không phân ly trong dung dịch 0,1 M NH4OH nếu mức độ phân ly là 0,01.

Phán quyết

nồng độ phân tử NH4OH , sẽ phân hủy thành các ion tại thời điểm cân bằng, sẽ bằngmộtc. nồng độ ion NH 4 - và OH - - sẽ bằng nồng độ phân tử phân ly và bằngmộtc(theo phương trình điện phân)

Một c = 0,01 0,1 = 0,001 mol/l

[NH 4 OH] \u003d c - a c \u003d 0,1 - 0,001 \u003d 0,099 mol/l

Hằng số phân ly ( KD ) là tỷ số giữa tích nồng độ cân bằng của các ion với lũy thừa của các hệ số cân bằng hóa học tương ứng với nồng độ của các phân tử không phân ly.

Nó là hằng số cân bằng của quá trình điện ly; đặc trưng cho khả năng phân hủy thành ion của một chất: càng cao KD , nồng độ ion trong dung dịch càng lớn.

Sự phân ly của axit polybasic yếu hoặc bazơ polyaxit diễn ra theo từng giai đoạn tương ứng, đối với mỗi giai đoạn có hằng số phân ly riêng:

Giai đoạn đầu:

H 3 PO 4 « H + + H 2 PO 4 -

K D 1 = () / = 7,1 10 -3

Bước thứ hai:

H 2 PO 4 - « H + + HPO 4 2-

K D 2 = () / = 6,2 10 -8

Bước thứ ba:

HPO 4 2- « H + + PO 4 3-

K D 3 = () / = 5,0 10 -13

K D 1 > K D 2 > K D 3

Ví dụ

Lập phương trình liên hệ độ điện ly của chất điện ly yếu ( một ) với hằng số phân ly (định luật pha loãng Ostwald) đối với một axit đơn chức yếu TRÊN .

HA «H++A+

KD = ( ) /

Nếu tổng nồng độ của chất điện ly yếu được biểu thịc, thì nồng độ cân bằng H + và A - bằng nhau mộtc, và nồng độ của các phân tử không phân ly BẬT - (c - a c) \u003d c (1 - a)

K D \u003d (a c a c) / c (1 - a) \u003d a 2 c / (1 - a)

Trong trường hợp chất điện ly rất yếu (£ 0,01 )

K D = c a 2 hay a = \ é (K D / c )

Ví dụ

Tính độ phân ly của axit axetic và nồng độ các ion H + trong dung dịch 0,1 M nếu K D (CH 3 COOH) = 1,85 10 -5

Phán quyết

Hãy sử dụng luật pha loãng Ostwald

\ é (K D / c ) = \ é ((1,85 10 -5) / 0,1 )) = 0,0136 hoặc a = 1,36%

[ H + ] \u003d a c \u003d 0,0136 0,1 mol / l

Sản phẩm hòa tan

Sự định nghĩa

Cho một ít muối khó tan vào cốc thủy tinh, ví dụ: AgCl và thêm nước cất vào kết tủa. Đồng thời, các ion Ag+ và Cl- , chịu lực hút từ các lưỡng cực nước xung quanh, dần dần tách ra khỏi các tinh thể và đi vào dung dịch. Va chạm trong dung dịch, các ion Ag+ và Cl- hình thành phân tử AgCl và lắng đọng trên bề mặt tinh thể. Do đó, trong hệ xảy ra hai quá trình trái ngược nhau, dẫn đến trạng thái cân bằng động, khi cùng một số lượng ion đi vào dung dịch trong một đơn vị thời gian. Ag+ và Cl- có bao nhiêu được ký gửi. tích lũy ion Ag+ và Cl- dừng lại trong giải pháp, hóa ra dung dịch bão hòa. Do đó, chúng tôi sẽ xem xét một hệ thống trong đó có kết tủa của một loại muối ít tan khi tiếp xúc với dung dịch bão hòa của loại muối này. Trong trường hợp này, hai quá trình trái ngược nhau diễn ra:

1) Sự chuyển các ion từ kết tủa sang dung dịch. Tốc độ của quá trình này có thể được coi là không đổi ở nhiệt độ không đổi: V 1 = K 1 ;

2) Kết tủa các ion từ dung dịch. Tốc độ của quá trình này V 2 phụ thuộc vào nồng độ ion Ag+ và Cl- . Theo định luật tác dụng quần chúng:

V 2 \u003d k 2

Vì hệ ở trạng thái cân bằng nên

V1 = V2

k2 = k1

K 2 / k 1 = const (tại T = const)

Như vậy, tích nồng độ các ion trong dung dịch bão hòa của chất điện ly ít tan ở nhiệt độ không đổi là hằng số kích cỡ. Giá trị này được gọi làSản phẩm hòa tan(VÂN VÂN ).

trong ví dụ đã cho VÂN VÂN AgCl = [Ag+][Cl-] . Trong trường hợp chất điện ly chứa hai hay nhiều ion giống nhau thì phải nâng nồng độ của các ion này đến lũy thừa thích hợp khi tính tích số tan.

Ví dụ, PR Ag 2 S = 2; PR PbI 2 = 2

Trong trường hợp chung, biểu thức tính tích số tan của chất điện li là A m B n

PR A m B n = [A] m [B] n .

Các giá trị của tích số tan đối với các chất khác nhau là khác nhau.

Ví dụ , PR CaCO 3 = 4,8 10 -9 ; PR AgCl \u003d 1,56 10 -10.

VÂN VÂN dễ tính, biết c sự sáng tạo của hợp chất tại một thời điểm nhất định t°.

ví dụ 1

Độ tan của CaCO 3 là 0,0069 hoặc 6,9 10 -3g/l. Tìm PR CaCO 3 .

Phán quyết

Chúng tôi thể hiện độ hòa tan trong nốt ruồi:

CaCO3 = ( 6,9 10 -3 ) / 100,09 = 6,9 10 -5 mol/l

MCaCO3

Vì mỗi phân tử CaCO3 cho một ion mỗi khi hòa tan Ca 2+ và CO 3 2-, sau đó
[ Ca 2+ ] \u003d [ CO 3 2- ] \u003d 6,9 10 -5 mol/l ,
Do đó, PR CaCO 3 \u003d [ Ca 2+ ] [ CO 3 2- ] \u003d 6,9 10 -5 6,9 10 -5 \u003d 4,8 10 -9

Biết giá trị của PR , bạn có thể lần lượt tính độ tan của chất theo mol/l hoặc g/l.

ví dụ 2

Sản phẩm hòa tan PR PbSO 4 \u003d 2,2 10 -8 g / l.

độ hòa tan là gì PbSO4?

Phán quyết

Biểu thị độ hòa tan PbSO 4 qua X mol/l. Đi sâu vào giải pháp X mol PbSO 4 sẽ cho X ion Pb 2+ và X ionVÌ THẾ 4 2- , I E.:

== X

VÂN VÂNPbSO 4 = = = X X = X 2

X=\ é(VÂN VÂNPbSO 4 ) = \ é(2,2 10 -8 ) = 1,5 10 -4 mol/l.

Để đi đến độ hòa tan, được biểu thị bằng g / l, chúng tôi nhân giá trị tìm được với trọng lượng phân tử, sau đó chúng tôi nhận được:

1,5 10 -4 303,2 = 4,5 10 -2 g/l.

sự hình thành mưa

Nếu

[ Ag + ] [ Cl - ] < ПР AgCl- dung dịch chưa bão hòa

[ Ag + ] [ Cl - ] = PRAgCl- dung dịch bão hòa

[ Ag + ] [ Cl - ] > PRAgCl- dung dịch quá bão hòa

Kết tủa được hình thành khi tích số nồng độ ion của chất điện phân ít tan vượt quá giá trị tích số tan của nó ở một nhiệt độ nhất định. Khi tích số ion trở nên bằngVÂN VÂN, kết tủa ngừng lại. Biết thể tích và nồng độ của các dung dịch hỗn hợp, có thể tính xem muối tạo thành có kết tủa hay không.

ví dụ 3

Có kết tủa hình thành khi trộn các thể tích bằng nhau của 0,2mcác giải pháppb(KHÔNG 3 ) 2 vàNaCl.
VÂN VÂNPbCl 2 = 2,4 10 -4 .

Phán quyết

Khi trộn lẫn, thể tích dung dịch tăng gấp đôi và nồng độ của mỗi chất sẽ giảm đi một nửa, tức là sẽ trở thành 0,1 m hoặc 1,0 10 -1 mol/l. đó là sẽ có nồng độpb 2+ vàCl - . Do đó,[ pb 2+ ] [ Cl - ] 2 = 1 10 -1 (1 10 -1 ) 2 = 1 10 -3 . Giá trị kết quả vượt quáVÂN VÂNPbCl 2 (2,4 10 -4 ) . Vì vậy, một phần của muốiPbCl 2 kết tủa ra ngoài. Từ những điều đã nói ở trên, có thể kết luận rằng các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến sự hình thành kết tủa.

Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch

Chất điện li ít tan có giá trị đủ lớnVÂN VÂNkhông thể kết tủa từ dung dịch loãng.Ví dụ, kết tủaPbCl 2 sẽ không bị rơi ra ngoài khi trộn các thể tích bằng nhau 0,1mcác giải pháppb(KHÔNG 3 ) 2 vàNaCl. Khi trộn các thể tích bằng nhau thì nồng độ của mỗi chất sẽ bằng nhau0,1 / 2 = 0,05 mhoặc 5 10 -2 mol/l. sản phẩm ion[ pb 2+ ] [ Cl 1- ] 2 = 5 10 -2 (5 10 -2 ) 2 = 12,5 10 -5 .Giá trị kết quả nhỏ hơnVÂN VÂNPbCl 2 do đó sẽ không có kết tủa xảy ra.

Ảnh hưởng của lượng chất kết tủa

Để có lượng kết tủa hoàn chỉnh nhất, lượng chất kết tủa dư thừa được sử dụng.

Ví dụ, kết tủa muốiBaCO 3 : BaCl 2 + Na 2 khí CO 3 ® BaCO 3 ¯ + 2 NaCl. Sau khi thêm một lượng tương đươngNa 2 khí CO 3 các ion còn lại trong dung dịchBa 2+ , có nồng độ được xác định bởi số lượngVÂN VÂN.

Tăng nồng độ ionkhí CO 3 2- gây ra bởi việc bổ sung chất kết tủa dư thừa(Na 2 khí CO 3 ) , sẽ kéo theo sự giảm tương ứng nồng độ của các ionBa 2+ trong dung dịch, tức là sẽ làm tăng tính đầy đủ của sự lắng đọng của ion này.

Ảnh hưởng của ion cùng tên

Độ hòa tan của các chất điện ly ít tan giảm khi có mặt các chất điện ly mạnh khác có các ion tương tự. Nếu với dung dịch chưa bão hòaBaSO 4 thêm dung dịch từng chút mộtNa 2 VÌ THẾ 4 , sau đó là sản phẩm ion, ban đầu nhỏ hơn VÂN VÂNBaSO 4 (1,1 10 -10 ) , dần dần sẽ đạtVÂN VÂNvà vượt qua nó. Mưa sẽ bắt đầu.

hiệu ứng nhiệt độ

VÂN VÂNkhông đổi ở nhiệt độ không đổi. Với nhiệt độ ngày càng tăng VÂN VÂN tăng lên, vì vậy kết tủa được thực hiện tốt nhất từ ​​​​các dung dịch được làm lạnh.

hòa tan kết tủa

Quy tắc tích số tan rất quan trọng để chuyển các kết tủa ít tan vào dung dịch. Giả sử ta cần hòa tan kết tủaBaVớiÔ 3 . Dung dịch tiếp xúc với kết tủa này được bão hòa vớiBaVớiÔ 3 .
Nó có nghĩa là[ Ba 2+ ] [ khí CO 3 2- ] = PRBaCO 3 .

Nếu cho axit vào dung dịch thì các ionh + liên kết các ion có trong dung dịchkhí CO 3 2- thành các phân tử axit cacbonic yếu:

2H + + CO 3 2- ® h 2 khí CO 3 ® h 2 O+CO 2 ­

Kết quả là, nồng độ của ion sẽ giảm mạnh.khí CO 3 2- , sản phẩm ion trở nên nhỏ hơnVÂN VÂNBaCO 3 . Các giải pháp sẽ không bão hòa đối vớiBaVớiÔ 3 và một phần trầm tíchBaVớiÔ 3 đi vào giải pháp. Khi thêm một lượng axit vừa đủ thì có thể đưa toàn bộ kết tủa vào dung dịch. Do đó, quá trình hòa tan kết tủa bắt đầu khi, vì một lý do nào đó, tích số ion của chất điện phân ít tan trở nên nhỏ hơnVÂN VÂN. Để hòa tan kết tủa, người ta đưa vào dung dịch một chất điện phân, các ion trong đó có thể tạo thành hợp chất hơi phân ly với một trong các ion của chất điện phân ít tan. Điều này giải thích sự hòa tan của hydroxit ít hòa tan trong axit.

Fe(OH) 3 + 3HCl® FeCl 3 + 3H 2 Ô

ionỒ - liên kết thành các phân tử kém phân lyh 2 Ô.

Cái bàn.Tích số tan (SP) và độ tan ở 25AgCl

1,25 10 -5

1,56 10 -10

AgI

1,23 10 -8

1,5 10 -16

Ag 2 CrO4

1,0 10 -4

4,05 10 -12

BaSO4

7,94 10 -7

6,3 10 -13

CaCO3

6,9 10 -5

4,8 10 -9

PbCl 2

1,02 10 -2

1,7 10 -5

PbSO 4

1,5 10 -4

2,2 10 -8