इलेक्ट्रोलाइट पृथक्करण मात्रात्मक रूप से पृथक्करण की डिग्री द्वारा विशेषता है। पृथक्करण की डिग्री ए–यह एन आयनों में विघटित अणुओं की संख्या का अनुपात है।,को कुल गणनाविघटित इलेक्ट्रोलाइट एन के अणु :

ए =

ए- इलेक्ट्रोलाइट अणुओं का अंश जो आयनों में टूट गया है।

इलेक्ट्रोलाइट पृथक्करण की डिग्री कई कारकों पर निर्भर करती है: इलेक्ट्रोलाइट की प्रकृति, विलायक की प्रकृति, समाधान की एकाग्रता और तापमान।

अलग होने की उनकी क्षमता के आधार पर, इलेक्ट्रोलाइट्स को पारंपरिक रूप से मजबूत और कमजोर में विभाजित किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइट्स जो केवल आयनों के रूप में घोल में मौजूद होते हैं, आमतौर पर कहलाते हैं मज़बूत . इलेक्ट्रोलाइट्स, जो विघटित अवस्था में आंशिक रूप से अणुओं के रूप में और आंशिक रूप से आयनों के रूप में होते हैं, कहलाते हैं कमज़ोर .

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में लगभग सभी लवण, कुछ एसिड शामिल हैं: एच 2 एसओ 4, एचएनओ 3, एचसीएल, एचआई, एचसीएलओ 4, क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के हाइड्रॉक्साइड (परिशिष्ट देखें, तालिका 6)।

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण की प्रक्रिया पूरी होने तक जारी रहती है:

HNO 3 = H + + NO 3 - , NaOH = Na + + OH - ,

और पृथक्करण समीकरणों में समान चिह्न रखे गए हैं।

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के संबंध में, "पृथक्करण की डिग्री" की अवधारणा सशर्त है। " पृथक्करण की स्पष्ट डिग्री (एप्रत्येक) सत्य के नीचे (परिशिष्ट, तालिका 6 देखें)। किसी घोल में मजबूत इलेक्ट्रोलाइट की बढ़ती सांद्रता के साथ, विपरीत रूप से आवेशित आयनों की परस्पर क्रिया बढ़ जाती है। जब वे एक-दूसरे के काफी करीब होते हैं, तो वे सहयोगी बन जाते हैं। उनमें आयन प्रत्येक आयन के चारों ओर ध्रुवीय पानी के अणुओं की परतों से अलग हो जाते हैं। यह समाधान की विद्युत चालकता में कमी को प्रभावित करता है, अर्थात। अपूर्ण पृथक्करण का प्रभाव उत्पन्न होता है।

इस प्रभाव को ध्यान में रखने के लिए, एक गतिविधि गुणांक जी पेश किया गया था, जो समाधान की बढ़ती एकाग्रता के साथ घटता है, 0 से 1 तक भिन्न होता है। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान के गुणों का मात्रात्मक वर्णन करने के लिए, एक मात्रा जिसे कहा जाता है गतिविधि (ए).

किसी आयन की गतिविधि को उसकी प्रभावी सांद्रता के रूप में समझा जाता है, जिसके अनुसार वह रासायनिक प्रतिक्रियाओं में कार्य करता है।

आयन गतिविधि ( ए) इसकी दाढ़ सांद्रता के बराबर है ( साथ), गतिविधि गुणांक (जी) से गुणा किया गया:

ए = जी साथ.

एकाग्रता के बजाय गतिविधि का उपयोग करने से आदर्श समाधानों के लिए स्थापित कानूनों को समाधानों पर लागू करने की अनुमति मिलती है।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स में कुछ खनिज एसिड (HNO 2, H 2 SO 3, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, H 3 PO 4) और अधिकांश कार्बनिक अम्ल (CH 3 COOH, H 2 C 2 O 4, आदि) शामिल हैं। , अमोनियम हाइड्रॉक्साइड NH 4 OH और सभी क्षार जो पानी में थोड़ा घुलनशील हैं, कार्बनिक एमाइन।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स का पृथक्करण प्रतिवर्ती है। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में, आयनों और असंबद्ध अणुओं के बीच एक संतुलन स्थापित होता है। संबंधित पृथक्करण समीकरणों में, उत्क्रमणीयता चिह्न ("") रखा गया है। उदाहरण के लिए, कमजोर एसिटिक एसिड के लिए पृथक्करण समीकरण इस प्रकार लिखा गया है:

सीएच 3 सीओओएच « सीएच 3 सीओओ - + एच +।

एक कमजोर बाइनरी इलेक्ट्रोलाइट के समाधान में ( सी.ए) निम्नलिखित संतुलन स्थापित किया गया है, जो एक संतुलन स्थिरांक द्वारा विशेषता है जिसे पृथक्करण स्थिरांक कहा जाता है कोडी:

केए « के + + ए - ,

.

यदि 1 लीटर घोल घोला जाए साथइलेक्ट्रोलाइट के मोल सी.एऔर पृथक्करण की डिग्री ए है, जिसका अर्थ है पृथक्करण ए.सीइलेक्ट्रोलाइट के मोल और प्रत्येक आयन का निर्माण हुआ ए.सीतिल. असंबद्ध अवस्था में रहता है ( साथ – ए.सी) तिल सी.ए.

केए « के + + ए - .

सी - एसी एसी एसी

तब पृथक्करण स्थिरांक बराबर होगा:

(6.1)

चूंकि पृथक्करण स्थिरांक एकाग्रता पर निर्भर नहीं करता है, व्युत्पन्न संबंध इसकी एकाग्रता पर एक कमजोर बाइनरी इलेक्ट्रोलाइट के पृथक्करण की डिग्री की निर्भरता को व्यक्त करता है। समीकरण (6.1) से यह स्पष्ट है कि किसी घोल में कमजोर इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता में कमी से इसके पृथक्करण की डिग्री में वृद्धि होती है। समीकरण (6.1) व्यक्त करता है ओस्टवाल्ड का तनुकरण नियम .

बहुत कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए (at ए<<1), уравнение Оствальда можно записать следующим образом:

कोडी एक 2 सी, या ए(6.2)

प्रत्येक इलेक्ट्रोलाइट के लिए पृथक्करण स्थिरांक किसी दिए गए तापमान पर स्थिर होता है, यह समाधान की एकाग्रता पर निर्भर नहीं करता है और इलेक्ट्रोलाइट की आयनों में विघटित होने की क्षमता को दर्शाता है। केडी जितना अधिक होगा, इलेक्ट्रोलाइट उतना ही अधिक आयनों में वियोजित होगा। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण स्थिरांक सारणीबद्ध हैं (परिशिष्ट, तालिका 3 देखें)।

समाधान
इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण
इलेक्ट्रोलाइट्स और गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण सिद्धांत

(एस. अरहेनियस, 1887)

1. पानी में घुलने (या पिघलने) पर, इलेक्ट्रोलाइट्स सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज वाले आयनों में टूट जाते हैं (इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के अधीन)।

2. विद्युत धारा के प्रभाव में, धनायन (+) कैथोड (-) की ओर बढ़ते हैं, और आयन (-) एनोड (+) की ओर बढ़ते हैं।

3. इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है (रिवर्स प्रतिक्रिया को मोलराइजेशन कहा जाता है)।

4. इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की डिग्री (ए ) इलेक्ट्रोलाइट और विलायक की प्रकृति, तापमान और एकाग्रता पर निर्भर करता है। यह आयनों में विभाजित अणुओं की संख्या का अनुपात दर्शाता है (एन ) घोल में डाले गए अणुओं की कुल संख्या (एन)।

ए = एन / एन 0< a <1

आयनिक पदार्थों के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का तंत्र

आयनिक बंधों वाले यौगिकों को घोलते समय (उदाहरण के लिए NaCl ) जलयोजन प्रक्रिया नमक क्रिस्टल के सभी उभारों और सतहों के चारों ओर जल द्विध्रुवों के उन्मुखीकरण से शुरू होती है।

क्रिस्टल जाली के आयनों के चारों ओर उन्मुख होकर, पानी के अणु उनके साथ हाइड्रोजन या दाता-स्वीकर्ता बंधन बनाते हैं। इस प्रक्रिया से बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है, जिसे जलयोजन ऊर्जा कहते हैं।

जलयोजन की ऊर्जा, जिसका परिमाण क्रिस्टल जाली की ऊर्जा के बराबर है, का उपयोग क्रिस्टल जाली को नष्ट करने के लिए किया जाता है। इस मामले में, हाइड्रेटेड आयन परत दर परत विलायक में गुजरते हैं और, इसके अणुओं के साथ मिलकर एक घोल बनाते हैं।

ध्रुवीय पदार्थों के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का तंत्र

वे पदार्थ जिनके अणु ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन (ध्रुवीय अणु) के प्रकार के अनुसार बनते हैं, समान रूप से अलग हो जाते हैं। पदार्थ के प्रत्येक ध्रुवीय अणु के चारों ओर (उदाहरण के लिए एचसीएल ), जल द्विध्रुव एक निश्चित तरीके से उन्मुख होते हैं। जल द्विध्रुवों के साथ अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप, ध्रुवीय अणु और भी अधिक ध्रुवीकृत हो जाता है और एक आयनिक अणु में बदल जाता है, फिर मुक्त हाइड्रेटेड आयन आसानी से बन जाते हैं।

इलेक्ट्रोलाइट्स और गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स

पदार्थों का इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण, जो मुक्त आयनों के निर्माण के साथ होता है, समाधानों की विद्युत चालकता की व्याख्या करता है।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की प्रक्रिया आमतौर पर एक आरेख के रूप में लिखी जाती है, इसके तंत्र को प्रकट किए बिना और विलायक को छोड़े बिना ( H2O ), हालाँकि वह मुख्य भागीदार है।

CaCl 2 « Ca 2+ + 2Cl -

KAl(SO 4) 2 « K + + Al 3+ + 2SO 4 2-

एचएनओ 3 « एच + + नंबर 3 -

बा(OH) 2 « बा 2+ + 2OH -

अणुओं की विद्युत तटस्थता से यह निष्कर्ष निकलता है कि धनायनों और ऋणायनों का कुल आवेश शून्य के बराबर होना चाहिए।

उदाहरण के लिए, के लिए

एएल 2 (एसओ 4) 3 ––2 (+3) + 3 (-2) = +6 - 6 = 0

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

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स

ये ऐसे पदार्थ हैं जो पानी में घुलने पर लगभग पूरी तरह से आयनों में विघटित हो जाते हैं। एक नियम के रूप में, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में आयनिक या अत्यधिक ध्रुवीय बंधन वाले पदार्थ शामिल होते हैं: सभी अत्यधिक घुलनशील लवण, मजबूत एसिड (एचसीएल, एचबीआर, हाय, एचसीएलओ4, एच2एसओ4, एचएनओ3 ) और मजबूत आधार ( LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ba (OH) 2, Sr (OH) 2, Ca (OH) 2)।

एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट समाधान में, विलेय मुख्य रूप से आयनों (धनायनों और आयनों) के रूप में होता है; असंबद्ध अणु व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित हैं।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स

वे पदार्थ जो आंशिक रूप से आयनों में वियोजित हो जाते हैं। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के घोल में आयनों के साथ-साथ असंबद्ध अणु भी होते हैं। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स घोल में आयनों की उच्च सांद्रता उत्पन्न नहीं कर सकते।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स में शामिल हैं:

1) लगभग सभी कार्बनिक अम्ल (सीएच 3 कूह, सी 2 एच 5 कूह, आदि);

2) कुछ अकार्बनिक अम्ल (एच 2 सीओ 3, एच 2 एस, आदि);

3) लगभग सभी लवण, क्षार और अमोनियम हाइड्रॉक्साइड जो पानी में थोड़ा घुलनशील होते हैं(सीए 3 (पीओ 4) 2; सीयू (ओएच) 2; अल (ओएच) 3; एनएच 4 ओएच);

4) पानी.

वे बिजली का संचालन ख़राब ढंग से करते हैं (या लगभग बिल्कुल नहीं)।

सीएच 3 कूह « सीएच 3 सीओओ - + एच +

Cu(OH) 2 «[CuOH] + + OH - (पहला चरण)

[CuOH] + « Cu 2+ + OH - (दूसरा चरण)

एच 2 सीओ 3 « एच + + एचसीओ - (पहला चरण)

एचसीओ 3 - « एच + + सीओ 3 2- (दूसरा चरण)

गैर इलेक्ट्रोलाइट्स

वे पदार्थ जिनके जलीय घोल और पिघलने से विद्युत प्रवाह नहीं होता है। उनमें सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय या निम्न-ध्रुवीय बंधन होते हैं जो आयनों में टूटते नहीं हैं।

गैसें, ठोस (गैर-धातु), और कार्बनिक यौगिक (सुक्रोज, गैसोलीन, अल्कोहल) विद्युत प्रवाह का संचालन नहीं करते हैं।

पृथक्करण की डिग्री. पृथक्करण निरंतर

विलयनों में आयनों की सांद्रता इस बात पर निर्भर करती है कि कोई इलेक्ट्रोलाइट आयनों में कितनी पूर्णतः वियोजित होता है। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में, जिसके पृथक्करण को पूर्ण माना जा सकता है, आयनों की सांद्रता को एकाग्रता से आसानी से निर्धारित किया जा सकता है (सी) और इलेक्ट्रोलाइट अणु की संरचना (स्टोइकोमेट्रिक सूचकांक),उदाहरण के लिए :

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में आयनों की सांद्रता गुणात्मक रूप से डिग्री और पृथक्करण स्थिरांक द्वारा विशेषता होती है।

पृथक्करण की डिग्री (ए) - आयनों में विघटित अणुओं की संख्या का अनुपात (एन ) घुले हुए अणुओं की कुल संख्या तक (एन):

ए=एन/एन

और एक इकाई के अंशों या % में व्यक्त किया जाता है (ए = 0.3 - मजबूत और कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स में विभाजन की पारंपरिक सीमा)।

उदाहरण

0.01 एम समाधानों में धनायनों और ऋणायनों की दाढ़ सांद्रता निर्धारित करें KBr, NH 4 OH, Ba (OH) 2, H 2 SO 4 और CH 3 COOH।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण की डिग्रीए = 0.3.

समाधान

KBr, Ba(OH)2 और H2SO4 - मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स जो पूरी तरह से अलग हो जाते हैं(ए = 1).

KBr « K + + Br -

0.01 एम

बा(OH) 2 « बा 2+ + 2OH -

0.01 एम

0.02 एम

एच 2 एसओ 4 « 2एच + + एसओ 4

0.02 एम

[एसओ 4 2- ] = 0.01 एम

NH 4 OH और CH 3 COOH - कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स(ए = 0.3)

एनएच 4 ओएच + 4 + ओएच -

0.3 0.01 = 0.003 एम

सीएच 3 सीओओएच « सीएच 3 सीओओ - + एच +

[एच +] = [सीएच 3 सीओओ -] = 0.3 0.01 = 0.003 एम

पृथक्करण की डिग्री कमजोर इलेक्ट्रोलाइट समाधान की एकाग्रता पर निर्भर करती है। जब पानी से पतला किया जाता है, तो पृथक्करण की डिग्री हमेशा बढ़ जाती है, क्योंकि विलायक अणुओं की संख्या बढ़ जाती है ( H2O ) विलेय का प्रति अणु। ले चैटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, इस मामले में इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का संतुलन उत्पादों के निर्माण की दिशा में स्थानांतरित होना चाहिए, अर्थात। हाइड्रेटेड आयन.

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की डिग्री समाधान के तापमान पर निर्भर करती है। आमतौर पर, जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, पृथक्करण की डिग्री बढ़ जाती है, क्योंकि अणुओं में बंधन सक्रिय हो जाते हैं, वे अधिक गतिशील हो जाते हैं और आयनित करना आसान हो जाता है। एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट समाधान में आयनों की सांद्रता की गणना पृथक्करण की डिग्री को जानकर की जा सकती हैएऔर पदार्थ की प्रारंभिक सांद्रतासीमिश्रण में।

उदाहरण

0.1 एम समाधान में असंबद्ध अणुओं और आयनों की सांद्रता निर्धारित करें NH4OH , यदि पृथक्करण की डिग्री 0.01 है।

समाधान

आणविक सांद्रता NH4OH , जो संतुलन के क्षण में आयनों में विघटित हो जाएगा, बराबर होगाएसी. आयन सांद्रताएनएच 4 - और ओएच - - विघटित अणुओं की सांद्रता के बराबर और बराबर होगाएसी(इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण समीकरण के अनुसार)

NH4OH		NH4+		ओह-
सी - ए सी

ए सी = 0.01 0.1 = 0.001 मोल/ली

[एनएच 4 ओएच] = सी - ए सी = 0.1 – 0.001 = 0.099 मोल/ली

पृथक्करण निरंतर (के डी ) असंबद्ध अणुओं की सांद्रता के लिए संबंधित स्टोइकोमेट्रिक गुणांक की शक्ति के लिए संतुलन आयन सांद्रता के उत्पाद का अनुपात है।

यह इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण प्रक्रिया का संतुलन स्थिरांक है; किसी पदार्थ की आयनों में विघटित होने की क्षमता को दर्शाता है: उच्चतरके डी , घोल में आयनों की सांद्रता जितनी अधिक होगी।

कमजोर पॉलीबेसिक एसिड या पॉलीएसिड बेस का पृथक्करण तदनुसार चरणों में होता है, प्रत्येक चरण का अपना पृथक्करण स्थिरांक होता है:

प्रथम चरण:

एच 3 पीओ 4 « एच + + एच 2 पीओ 4 -

के डी 1 = () / = 7.1 10 -3

दूसरा चरण:

एच 2 पीओ 4 - « एच + + एचपीओ 4 2-

के डी 2 = () / = 6.2 10 -8

तीसरा चरण:

एचपीओ 4 2- « एच + + पीओ 4 3-

के डी 3 = () / = 5.0 10 -13

के डी 1 > के डी 2 > के डी 3

उदाहरण

एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की डिग्री से संबंधित एक समीकरण प्राप्त करें (ए ) एक कमजोर मोनोप्रोटिक एसिड के लिए पृथक्करण स्थिरांक (ओस्टवाल्ड कमजोर पड़ने का कानून) के साथपर।

हा « एच + + ए +

के डी = () /

यदि एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट की कुल सांद्रता को दर्शाया गया हैसी, फिर संतुलन सांद्रता H+ और A- बराबर हैं एसी, और असंबद्ध अणुओं की सांद्रताचालू - (सी - ए सी) = सी (1 - ए)

के डी = (ए सी ए सी) / सी(1 - ए ) = ए 2 सी / (1 - ए )

बहुत कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के मामले में (एक £ 0.01)

K D = c a 2 या a = \ é (K D / c )

उदाहरण

एसिटिक एसिड के पृथक्करण की डिग्री और आयन सांद्रता की गणना करेंएच + 0.1 एम समाधान में, यदि के डी (सीएच 3 सीओओएच) = 1.85 10 -5

समाधान

आइए ओस्टवाल्ड के तनुकरण नियम का उपयोग करें

\é (K D / c ) = \é((1.85 · 10 -5) / 0.1 )) = 0.0136 या a = 1.36%

[एच+] = एसी = 0.0136 0.1 मोल/ली

घुलनशीलता उत्पाद

परिभाषा

एक बीकर में थोड़ा घुलनशील नमक रखें,उदाहरण के लिए AgCl और तलछट में आसुत जल मिलाएं। इस मामले में, आयनएजी+ और सीएल- , आसपास के जल द्विध्रुवों से आकर्षण का अनुभव करते हुए, धीरे-धीरे क्रिस्टल से अलग हो जाते हैं और घोल में चले जाते हैं। विलयन में टकराना, आयनएजी+ और सीएल- अणु बनाते हैंएजीसीएल और क्रिस्टल की सतह पर जमा हो जाता है। इस प्रकार, सिस्टम में दो परस्पर विपरीत प्रक्रियाएं होती हैं, जो गतिशील संतुलन की ओर ले जाती हैं, जब समान संख्या में आयन प्रति इकाई समय में समाधान में गुजरते हैंएजी+ और सीएल- , उनमें से कितने जमा हैं। आयन संचयएजी+ और सीएल- समाधान में रुक जाता है, यह पता चला है संतृप्त घोल. नतीजतन, हम एक ऐसी प्रणाली पर विचार करेंगे जिसमें इस नमक के संतृप्त घोल के संपर्क में थोड़ा घुलनशील नमक का अवक्षेप होता है। इस स्थिति में, दो परस्पर विपरीत प्रक्रियाएँ घटित होती हैं:

1) अवक्षेप से विलयन में आयनों का संक्रमण। इस प्रक्रिया की दर को स्थिर तापमान पर स्थिर माना जा सकता है:वी 1 = के 1 ;

2) विलयन से आयनों का अवक्षेपण। इस प्रक्रिया की गतिवि 2 आयन सांद्रता पर निर्भर करता हैएजी + और सीएल -। सामूहिक कार्रवाई के नियम के अनुसार:

वी 2 = के 2

चूँकि यह प्रणाली संतुलन की स्थिति में है

वी 1 = वी 2

क 2 = क 1

के 2 / के 1 = स्थिरांक (टी = स्थिरांक पर)

इस प्रकार, एक स्थिर तापमान पर विरल रूप से घुलनशील इलेक्ट्रोलाइट के संतृप्त घोल में आयन सांद्रता का उत्पाद स्थिर होता है आकार. यह मात्रा कहलाती हैघुलनशीलता उत्पाद(पीआर)।

दिए गए उदाहरण में जनसंपर्कएजीसीएल = [एजी +] [सीएल -] . ऐसे मामलों में जहां इलेक्ट्रोलाइट में दो या दो से अधिक समान आयन होते हैं, घुलनशीलता उत्पाद की गणना करते समय इन आयनों की सांद्रता को उचित शक्ति तक बढ़ाया जाना चाहिए।

उदाहरण के लिए, पीआर एजी 2 एस = 2; पीआर पीबीआई 2 = 2

सामान्य तौर पर, इलेक्ट्रोलाइट के लिए घुलनशीलता के उत्पाद की अभिव्यक्ति हैए एम बी एन

पीआर ए एम बी एन = [ए] एम [बी] एन।

घुलनशीलता उत्पाद के मान अलग-अलग पदार्थों के लिए अलग-अलग होते हैं।

उदाहरण के लिए, पीआर सीएसीओ 3 = 4.8 · 10 -9; पीआर एजीसीएल = 1.56 10 -10।

जनसंपर्क गणना करना आसान है, रा को जाननासी किसी दिए गए यौगिक की घुलनशीलताटी°.

उदाहरण 1

CaCO 3 की घुलनशीलता 0.0069 या 6.9 है 10 -3 ग्राम/ली. CaCO 3 का PR ज्ञात कीजिए।

समाधान

आइए घुलनशीलता को मोल्स में व्यक्त करें:

एस सीएसीओ 3 = ( 6,9 10 -3 ) / 100,09 = 6.9 · 10 -5 मोल/ली

MCACO3

चूंकि हर अणु CaCO3 घुलने पर एक आयन देता हैसीए 2+ और सीओ 3 2-, फिर
[सीए 2+] = [सीओ 3 2-] = 6.9 · 10 -5 मोल/ली ,
इस तरह,पीआर सीएसीओ 3 = [सीए 2+] [सीओ 3 2-] = 6.9 10 -5 6.9 10 -5 = 4.8 10 -9

पीआर मूल्य जानना , बदले में, आप किसी पदार्थ की घुलनशीलता की गणना mol/l या g/l में कर सकते हैं।

उदाहरण 2

घुलनशीलता उत्पादपीआर पीबीएसओ 4 = 2.2 · 10 -8 ग्राम/ली।

घुलनशीलता क्या है?पीबीएसओ 4 ?

समाधान

आइए घुलनशीलता को निरूपित करेंएक्स के माध्यम से पीबीएसओ 4 मोल/ली. समाधान में जाने के बाद, PbSO 4 के X मोल X Pb 2+ और X आयन देंगे आयनोंइसलिए 4 2- , यानी:

= = एक्स

जनसंपर्कपीबीएसओ 4 = = = एक्स एक्स = एक्स 2

एक्स =\ é(जनसंपर्कपीबीएसओ 4 ) = \ é(2,2 10 -8 ) = 1,5 10 -4 मोल/ली.

जी/एल में व्यक्त घुलनशीलता पर जाने के लिए, हम पाए गए मान को आणविक भार से गुणा करते हैं, जिसके बाद हमें मिलता है:

1,5 10 -4 303,2 = 4,5 10 -2 जी/एल.

वर्षा का निर्माण

अगर

[ एजी + ] [ क्लोरीन - ] < ПР एजीसीएल- असंतृप्त समाधान

[ एजी + ] [ क्लोरीन - ] = पीआरएजीसीएल- संतृप्त घोल

[ एजी + ] [ क्लोरीन - ] > पीआरएजीसीएल- अतिसंतृप्त घोल

एक अवक्षेप तब बनता है जब किसी खराब घुलनशील इलेक्ट्रोलाइट के आयनों की सांद्रता का उत्पाद किसी दिए गए तापमान पर उसके घुलनशीलता उत्पाद के मूल्य से अधिक हो जाता है। जब आयनिक उत्पाद मान के बराबर हो जाता हैजनसंपर्क, वर्षा रुक जाती है। मिश्रित घोल की मात्रा और सांद्रता को जानकर, यह गणना करना संभव है कि परिणामी नमक का अवक्षेपण अवक्षेपित होगा या नहीं।

उदाहरण 3

क्या समान मात्रा 0.2 मिलाने पर अवक्षेप बनता हैएमसमाधानपंजाब(नहीं 3 ) 2 औरसोडियम क्लोराइड.
जनसंपर्कPbCl 2 = 2,4 10 -4 .

समाधान

मिश्रित होने पर, घोल की मात्रा दोगुनी हो जाती है और प्रत्येक पदार्थ की सांद्रता आधी हो जाती है, अर्थात। 0.1 हो जायेगाएम या 1.0 10 -1 मोल/ली. ये हैं सांद्रता होगीपंजाब 2+ औरक्लोरीन - . इस तरह,[ पंजाब 2+ ] [ क्लोरीन - ] 2 = 1 10 -1 (1 10 -1 ) 2 = 1 10 -3 . परिणामी मान अधिक हैजनसंपर्कPbCl 2 (2,4 10 -4 ) . इसलिए नमक का हिस्साPbCl 2 अवक्षेपित होता है। उपरोक्त सभी से, हम वर्षा के गठन पर विभिन्न कारकों के प्रभाव के बारे में निष्कर्ष निकाल सकते हैं।

समाधान एकाग्रता का प्रभाव

पर्याप्त रूप से बड़े मूल्य वाला एक अल्प घुलनशील इलेक्ट्रोलाइटजनसंपर्कतनु विलयनों से अवक्षेपित नहीं किया जा सकता।उदाहरण के लिए, तलछटPbCl 2 समान मात्रा 0.1 मिलाने पर बाहर नहीं गिरेगाएमसमाधानपंजाब(नहीं 3 ) 2 औरसोडियम क्लोराइड. समान मात्रा में मिलाने पर प्रत्येक पदार्थ की सांद्रता बन जाएगी0,1 / 2 = 0,05 एमया 5 10 -2 मोल/ली. आयनिक उत्पाद[ पंजाब 2+ ] [ क्लोरीन 1- ] 2 = 5 10 -2 (5 10 -2 ) 2 = 12,5 10 -5 .परिणामी मूल्य कम हैजनसंपर्कPbCl 2 अत: वर्षा नहीं होगी।

अवक्षेपक की मात्रा का प्रभाव

यथासंभव पूर्ण अवक्षेपण के लिए, अवक्षेपण की अधिकता का उपयोग किया जाता है।

उदाहरण के लिए, अवक्षेपित नमकबाको 3 : BaCl 2 + ना 2 सीओ 3 ® बाको 3 ¯ + 2 सोडियम क्लोराइड. समतुल्य राशि जोड़ने के बादना 2 सीओ 3 आयन विलयन में रहते हैंबी ० ए 2+ , जिसकी सांद्रता मान से निर्धारित होती हैजनसंपर्क.

आयन सांद्रण में वृद्धिसीओ 3 2- अतिरिक्त अवक्षेपण के जुड़ने से होता है(ना 2 सीओ 3 ) , आयनों की सांद्रता में तदनुसार कमी लाएगाबी ० ए 2+ समाधान में, अर्थात् इस आयन की वर्षा की पूर्णता में वृद्धि होगी।

उसी अयन का प्रभाव

विरल रूप से घुलनशील इलेक्ट्रोलाइट्स की घुलनशीलता अन्य मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स की उपस्थिति में कम हो जाती है जिनमें समान नाम के आयन होते हैं। यदि एक असंतृप्त समाधान के लिएबाएसओ 4 घोल को थोड़ा-थोड़ा करके डालेंना 2 इसलिए 4 , फिर आयनिक उत्पाद, जो शुरू में छोटा था जनसंपर्कबाएसओ 4 (1,1 10 -10 ) , धीरे-धीरे पहुंच जाएगाजनसंपर्कऔर उससे आगे निकल जायेगा. वर्षा बननी शुरू हो जायेगी.

तापमान का प्रभाव

जनसंपर्कस्थिर तापमान पर एक स्थिर मान है। बढ़ते तापमान के साथ जनसंपर्कबढ़ता है, इसलिए ठंडे घोल से वर्षा सर्वोत्तम होती है।

तलछट का विघटन

घुलनशीलता उत्पाद नियम खराब घुलनशील अवक्षेपों को घोल में परिवर्तित करने के लिए महत्वपूर्ण है। मान लीजिए हमें अवक्षेप को विघटित करने की आवश्यकता हैबी ० एसाथहे 3 . इस अवक्षेप के संपर्क में आने वाला घोल अपेक्षाकृत संतृप्त होता हैबी ० एसाथहे 3 .
इस का मतलब है कि[ बी ० ए 2+ ] [ सीओ 3 2- ] = पीआरबाको 3 .

यदि आप किसी विलयन में अम्ल मिलाते हैं, तो आयनएच + घोल में मौजूद आयनों को बांध देगासीओ 3 2- नाजुक कार्बोनिक एसिड के अणुओं में:

2 एच + + सीओ 3 2- ® एच 2 सीओ 3 ® एच 2 ओ+सीओ 2 ­

परिणामस्वरूप, आयन सांद्रता में तेजी से कमी आएगीसीओ 3 2- , आयनिक उत्पाद से कम हो जाएगाजनसंपर्कबाको 3 . विलयन अपेक्षाकृत असंतृप्त होगाबी ० एसाथहे 3 और तलछट का हिस्साबी ० एसाथहे 3 समाधान में जायेंगे. पर्याप्त अम्ल मिलाकर पूरे अवक्षेप को घोल में लाया जा सकता है। नतीजतन, अवक्षेप का विघटन तब शुरू होता है, जब किसी कारण से, खराब घुलनशील इलेक्ट्रोलाइट का आयनिक उत्पाद कम हो जाता हैजनसंपर्क. अवक्षेप को घोलने के लिए, घोल में एक इलेक्ट्रोलाइट डाला जाता है, जिसके आयन कम घुलनशील इलेक्ट्रोलाइट के आयनों में से एक के साथ थोड़ा अलग यौगिक बना सकते हैं। यह एसिड में विरल रूप से घुलनशील हाइड्रॉक्साइड के विघटन की व्याख्या करता है

Fe(OH) 3 + 3HCl® FeCl 3 + 3एच 2 हे

आयनोंओह - थोड़े अलग अणुओं में बंधेंएच 2 हे.

मेज़।घुलनशीलता उत्पाद (एसपी) और घुलनशीलता 25 परएजीसीएल

1,25 10 -5

1,56 10 -10

आंदोलन

1,23 10 -8

1,5 10 -16

एजी 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

पीबीएसओ 4

1,5 10 -4

2,2 10 -8

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स, जब पानी में घुलते हैं, तो घोल में उनकी सांद्रता की परवाह किए बिना, लगभग पूरी तरह से आयनों में अलग हो जाते हैं।

इसलिए, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण समीकरणों में, एक समान चिह्न (=) का उपयोग किया जाता है।

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में शामिल हैं:

घुलनशील लवण;

कई अकार्बनिक अम्ल: HNO3, H2SO4, HCl, HBr, HI;

क्षार धातुओं (LiOH, NaOH, KOH, आदि) और क्षारीय पृथ्वी धातुओं (Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2) द्वारा निर्मित आधार।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स जलीय घोलकेवल आंशिक रूप से (प्रतिवर्ती रूप से) आयनों में वियोजित होता है।

इसलिए, कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण समीकरणों में, उत्क्रमणीयता चिह्न (⇄) का उपयोग किया जाता है।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स में शामिल हैं:

लगभग सभी कार्बनिक अम्ल और पानी;

कुछ अकार्बनिक अम्ल: H2S, H3PO4, H2CO3, HNO2, H2SiO3, आदि;

अघुलनशील धातु हाइड्रॉक्साइड: Mg(OH)2, Fe(OH)2, Zn(OH)2, आदि।

आयनिक प्रतिक्रिया समीकरण

आयनिक प्रतिक्रिया समीकरण
इलेक्ट्रोलाइट्स (एसिड, बेस और लवण) के समाधान में रासायनिक प्रतिक्रियाएं आयनों की भागीदारी के साथ होती हैं। अंतिम समाधान स्पष्ट रह सकता है (उत्पाद पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं), लेकिन उत्पादों में से एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट होगा; अन्य मामलों में, वर्षा या गैस का विकास होगा।

आयनों से युक्त विलयनों में प्रतिक्रियाओं के लिए, न केवल एक आणविक समीकरण तैयार किया जाता है, बल्कि एक पूर्ण आयनिक समीकरण और एक संक्षिप्त आयनिक समीकरण भी तैयार किया जाता है।
आयनिक समीकरणों में, फ्रांसीसी रसायनज्ञ के.-एल. के प्रस्ताव के अनुसार। बर्थोलेट (1801), सभी मजबूत, आसानी से घुलनशील इलेक्ट्रोलाइट्स को आयन सूत्रों के रूप में लिखा जाता है, और वर्षा, गैसों और कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स को फॉर्म में लिखा जाता है आणविक सूत्र. वर्षा के गठन को नीचे तीर (↓) से चिह्नित किया जाता है, और गैसों के गठन को ऊपर तीर () से चिह्नित किया जाता है। बर्थोलेट नियम का उपयोग करके प्रतिक्रिया समीकरण लिखने का एक उदाहरण:

ए) आणविक समीकरण
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O
बी) पूर्ण आयनिक समीकरण
2Na+ + CO32− + 2H+ + SO42− = 2Na+ + SO42− + CO2 + H2O
(CO2 - गैस, H2O - कमजोर इलेक्ट्रोलाइट)
ग) लघु आयनिक समीकरण
CO32− + 2H+ = CO2 + H2O

आमतौर पर, लिखते समय, वे एक संक्षिप्त आयनिक समीकरण तक सीमित होते हैं, जिसमें ठोस अभिकर्मकों को सूचकांक (टी), गैसीय अभिकर्मकों को सूचकांक (जी) द्वारा दर्शाया जाता है। उदाहरण:

1) Cu(OH)2(t) + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O
Cu(OH)2(t) + 2H+ = Cu2+ + 2H2O
Cu(OH)2 पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है
2) BaS + H2SO4 = BaSO4↓ + H2S
Ba2+ + S2− + 2H+ + SO42− = BaSO4↓ + H2S
(पूर्ण और लघु आयनिक समीकरण समान हैं)
3) CaCO3(t) + CO2(g) + H2O = Ca(HCO3)2
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O = Ca2+ + 2HCO3−
(अधिकांश अम्लीय लवण पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं)।

यदि मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स प्रतिक्रिया में शामिल नहीं हैं, तो समीकरण का आयनिक रूप अनुपस्थित है:

Mg(OH)2(s) + 2HF(r) = MgF2↓ + 2H2O

टिकट नंबर 23

लवणों का जल अपघटन

नमक हाइड्रोलिसिस पानी के साथ नमक आयनों की परस्पर क्रिया है जिससे थोड़े अलग कण बनते हैं।

हाइड्रोलिसिस, वस्तुतः, पानी द्वारा अपघटन है। लवणों की जल-अपघटन प्रतिक्रिया की यह परिभाषा देकर, हम इस बात पर जोर देते हैं कि घोल में लवण आयनों के रूप में होते हैं, और वह प्रेरक शक्तिप्रतिक्रिया थोड़े अलग कणों का निर्माण है ( सामान्य नियमसमाधानों में कई प्रतिक्रियाओं के लिए)।

हाइड्रोलिसिस केवल उन मामलों में होता है जब नमक के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के परिणामस्वरूप बनने वाले आयन - एक धनायन, एक आयन, या दोनों एक साथ - पानी के आयनों के साथ कमजोर रूप से अलग करने वाले यौगिक बनाने में सक्षम होते हैं, और यह, बदले में, तब होता है जब धनायन दृढ़ता से ध्रुवीकरण कर रहा है (कमजोर आधार का धनायन), और आयन आसानी से ध्रुवीकृत हो जाता है (कमजोर एसिड का आयन)। इससे पर्यावरण का पीएच बदल जाता है। यदि धनायन एक मजबूत आधार बनाता है, और आयन एक मजबूत एसिड बनाता है, तो वे हाइड्रोलिसिस से नहीं गुजरते हैं।

1. कमजोर क्षार और मजबूत एसिड के नमक का हाइड्रोलिसिसधनायन से गुजरने पर कमजोर आधार या क्षारीय नमक बन सकता है और घोल का pH कम हो जाएगा

2. कमजोर अम्ल और मजबूत क्षार के नमक का हाइड्रोलिसिसआयन से गुजरने पर, एक कमजोर एसिड या एसिड नमक बन सकता है और समाधान का पीएच बढ़ जाएगा

3. कमजोर क्षार और कमजोर एसिड के नमक का हाइड्रोलिसिसआमतौर पर एक कमजोर एसिड और एक कमजोर आधार बनाने के लिए पूरी तरह से गुजरता है; घोल का pH 7 से थोड़ा भिन्न होता है और यह अम्ल और क्षार की सापेक्ष शक्ति से निर्धारित होता है

4. प्रबल क्षार और प्रबल अम्ल के लवण का जल-अपघटन नहीं होता

प्रश्न 24 ऑक्साइड का वर्गीकरण

आक्साइडकहा जाता है जटिल पदार्थ, जिसके अणुओं में ऑक्सीकरण अवस्था - 2 में ऑक्सीजन परमाणु और कुछ अन्य तत्व शामिल हैं।

आक्साइडकिसी अन्य तत्व के साथ ऑक्सीजन की प्रत्यक्ष बातचीत के माध्यम से या अप्रत्यक्ष रूप से (उदाहरण के लिए, लवण, क्षार, एसिड के अपघटन के दौरान) प्राप्त किया जा सकता है। सामान्य परिस्थितियों में, ऑक्साइड ठोस, तरल और गैसीय अवस्था में आते हैं; इस प्रकार का यौगिक प्रकृति में बहुत आम है। ऑक्साइड पृथ्वी की पपड़ी में पाए जाते हैं। जंग, रेत, पानी, कार्बन डाइऑक्साइड ऑक्साइड हैं।

नमक बनाने वाले ऑक्साइड उदाहरण के लिए,

CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O.

CuO + SO 3 → CuSO 4.

नमक बनाने वाले ऑक्साइड- ये ऐसे ऑक्साइड हैं, जिसके परिणामस्वरूप, रासायनिक प्रतिक्रिएंलवण बनाते हैं. ये धातुओं और गैर-धातुओं के ऑक्साइड हैं, जो पानी के साथ बातचीत करते समय संबंधित एसिड बनाते हैं, और जब आधारों के साथ बातचीत करते हैं, तो संबंधित अम्लीय और सामान्य लवण बनाते हैं। उदाहरण के लिए,कॉपर ऑक्साइड (CuO) एक नमक बनाने वाला ऑक्साइड है, उदाहरण के लिए, जब यह इसके साथ परस्पर क्रिया करता है हाइड्रोक्लोरिक एसिड(HCl) नमक बनता है:

CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O.

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, अन्य लवण प्राप्त किए जा सकते हैं:

CuO + SO 3 → CuSO 4.

गैर-नमक बनाने वाले ऑक्साइडये ऐसे ऑक्साइड हैं जो लवण नहीं बनाते हैं। उदाहरणों में CO, N 2 O, NO शामिल हैं।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत 1887 में स्वीडिश वैज्ञानिक एस. अरहेनियस द्वारा प्रस्तावित।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण- यह घोल में धनात्मक आवेशित (धनायनों) और ऋणात्मक आवेशित (आयनों) आयनों के निर्माण के साथ इलेक्ट्रोलाइट अणुओं का टूटना है।

उदाहरण के लिए, एसीटिक अम्लजलीय घोल में इस प्रकार वियोजित होता है:

CH 3 COOH⇄H + +CH 3 COO - .

पृथक्करण का तात्पर्य है प्रतिवर्ती प्रक्रियाएं. लेकिन अलग-अलग इलेक्ट्रोलाइट्स अलग-अलग तरह से अलग होते हैं। डिग्री इलेक्ट्रोलाइट की प्रकृति, उसकी सांद्रता, विलायक की प्रकृति पर निर्भर करती है। बाहरी स्थितियाँ(तापमान, दबाव).

पृथक्करण डिग्री α -आयनों में विघटित अणुओं की संख्या और अणुओं की कुल संख्या का अनुपात:

α=v´(x)/v(x).

डिग्री 0 से 1 तक भिन्न हो सकती है (कोई पृथक्करण नहीं होने से लेकर पूर्ण पूर्ण होने तक)। प्रतिशत के रूप में दर्शाया गया है। प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित। जब इलेक्ट्रोलाइट अलग हो जाता है, तो घोल में कणों की संख्या बढ़ जाती है। पृथक्करण की डिग्री इलेक्ट्रोलाइट की ताकत को इंगित करती है।

अंतर करना मज़बूतऔर कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स.

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स- ये वे इलेक्ट्रोलाइट्स हैं जिनकी पृथक्करण की डिग्री 30% से अधिक है।

मध्यम शक्ति इलेक्ट्रोलाइट्स- ये वे हैं जिनकी पृथक्करण की डिग्री 3% से 30% तक होती है।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स- 0.1 एम जलीय घोल में पृथक्करण की डिग्री 3% से कम है।

कमजोर और मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के उदाहरण.

तनु विलयनों में मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स पूरी तरह से आयनों में विघटित हो जाते हैं, अर्थात। α = 1. लेकिन प्रयोगों से पता चलता है कि पृथक्करण 1 के बराबर नहीं हो सकता, इसका अनुमानित मान है, लेकिन 1 के बराबर नहीं है। यह सच्चा पृथक्करण नहीं है, बल्कि स्पष्ट है।

उदाहरण के लिए, कुछ कनेक्शन दें α = 0.7. वे। अरहेनियस सिद्धांत के अनुसार, 30% असंबद्ध अणु घोल में "तैरते" हैं। और 70% मुक्त आयन बने। और इलेक्ट्रोस्टैटिक सिद्धांत इस अवधारणा को एक और परिभाषा देता है: यदि α = 0.7, तो सभी अणु आयनों में अलग हो जाते हैं, लेकिन आयन केवल 70% मुक्त होते हैं, और शेष 30% इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन से बंधे होते हैं।

पृथक्करण की स्पष्ट डिग्री.

पृथक्करण की डिग्री न केवल विलायक और विलेय की प्रकृति पर निर्भर करती है, बल्कि समाधान की सांद्रता और तापमान पर भी निर्भर करती है।

पृथक्करण समीकरण को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

एके ⇄ ए- + के + .

और पृथक्करण की डिग्री इस प्रकार व्यक्त की जा सकती है:

जैसे-जैसे समाधान की सांद्रता बढ़ती है, इलेक्ट्रोलाइट पृथक्करण की डिग्री कम हो जाती है। वे। किसी विशेष इलेक्ट्रोलाइट के लिए डिग्री मान एक स्थिर मान नहीं है।

चूँकि पृथक्करण एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है, प्रतिक्रिया दर समीकरण इस प्रकार लिखे जा सकते हैं:

यदि पृथक्करण संतुलन है, तो दरें समान होती हैं और परिणामस्वरूप हमें प्राप्त होता है संतुलन स्थिरांक(पृथक्करण निरंतर):

K विलायक की प्रकृति और तापमान पर निर्भर करता है, लेकिन समाधान की सांद्रता पर निर्भर नहीं करता है। समीकरण से यह स्पष्ट है कि जितने अधिक असंबद्ध अणु होंगे, इलेक्ट्रोलाइट पृथक्करण स्थिरांक का मान उतना ही कम होगा।

पॉलीबेसिक एसिडचरणबद्ध तरीके से पृथक्करण करें, और प्रत्येक चरण का अपना पृथक्करण स्थिरांक मान होता है।

यदि एक पॉलीबेसिक एसिड अलग हो जाता है, तो पहला प्रोटॉन सबसे आसानी से हटा दिया जाता है, लेकिन जैसे-जैसे आयन का चार्ज बढ़ता है, आकर्षण बढ़ता है, और इसलिए प्रोटॉन को निकालना अधिक कठिन होता है। उदाहरण के लिए,

प्रत्येक चरण में ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड का पृथक्करण स्थिरांक काफी भिन्न होना चाहिए:

मैं - मंच:

द्वितीय - चरण:

तृतीय - चरण:

पहले चरण में, ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड मध्यम शक्ति का एसिड होता है, और दूसरे चरण में यह कमजोर होता है, तीसरे चरण में यह बहुत कमजोर होता है।

कुछ इलेक्ट्रोलाइट समाधानों के लिए संतुलन स्थिरांक के उदाहरण।

आइए एक उदाहरण देखें:

यदि चांदी के आयनों वाले घोल में धात्विक तांबा मिलाया जाता है, तो संतुलन के क्षण में, तांबे के आयनों की सांद्रता चांदी की सांद्रता से अधिक होनी चाहिए।

लेकिन स्थिरांक का मान कम है:

AgCl⇄Ag + +Cl - .

जिससे पता चलता है कि जब तक संतुलन बना, तब तक बहुत कम सिल्वर क्लोराइड घुल चुका था।

धात्विक तांबा और चांदी की सांद्रता संतुलन स्थिरांक में शामिल हैं।

जल का आयनिक उत्पाद.

नीचे दी गई तालिका में निम्नलिखित डेटा है:

इस स्थिरांक को कहा जाता है पानी का आयनिक उत्पाद, जो केवल तापमान पर निर्भर करता है। पृथक्करण के अनुसार, प्रति 1 H+ आयन में एक हाइड्रॉक्साइड आयन होता है। में साफ पानीइन आयनों की सांद्रता समान है: [ एच + ] = [ओह - ].

यहाँ से, [ एच + ] = [ओह- ] = = 10-7 मोल/ली.

यदि आप पानी में कोई विदेशी पदार्थ, उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड मिलाते हैं, तो हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता बढ़ जाएगी, लेकिन पानी का आयनिक उत्पाद सांद्रता पर निर्भर नहीं करता है।

और यदि आप क्षार जोड़ते हैं, तो आयनों की सांद्रता बढ़ जाएगी, और हाइड्रोजन की मात्रा कम हो जाएगी।

एकाग्रता और परस्पर संबंधित हैं: एक का मूल्य जितना अधिक होगा, दूसरे का मूल्य उतना ही कम होगा।

घोल की अम्लता (पीएच).

विलयनों की अम्लता आमतौर पर आयनों की सांद्रता द्वारा व्यक्त की जाती है एच+.अम्लीय वातावरण में पीएच<10 -7 моль/л, в нейтральных - पीएच= 10 -7 मोल/ली, क्षारीय में - पीएच> 10 -7 मोल/ली.
किसी विलयन की अम्लता को हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता के ऋणात्मक लघुगणक के माध्यम से व्यक्त किया जाता है पीएच.

पीएच = -एलजी[ एच + ].

स्थिरांक और पृथक्करण की डिग्री के बीच संबंध.

एसिटिक एसिड के पृथक्करण के एक उदाहरण पर विचार करें:

आइए स्थिरांक ज्ञात करें:

दाढ़ एकाग्रता सी=1/वी, इसे समीकरण में प्रतिस्थापित करें और प्राप्त करें:

ये समीकरण हैं डब्ल्यू ओस्टवाल्ड का प्रजनन कानून, जिसके अनुसार इलेक्ट्रोलाइट का पृथक्करण स्थिरांक समाधान के तनुकरण पर निर्भर नहीं करता है।

ऐसे करीब 1 इलेक्ट्रोलाइट्स हैं।

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में कई अकार्बनिक लवण, कुछ अकार्बनिक एसिड और जलीय घोल में क्षार, साथ ही उच्च पृथक्करण क्षमता वाले सॉल्वैंट्स (अल्कोहल, एमाइड्स, आदि) शामिल हैं।

विकिमीडिया फ़ाउंडेशन.

2010.

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