การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์นั้นมีคุณลักษณะเชิงปริมาณตามระดับของการแยกตัว ระดับการแยกตัวออกจากกัน–นี่คืออัตราส่วนของจำนวนโมเลกุลที่แยกตัวออกเป็นไอออน N diss,ถึง จำนวนทั้งหมดโมเลกุลของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลาย N :
ก =
ก– เศษส่วนของโมเลกุลอิเล็กโทรไลต์ที่แตกตัวเป็นไอออน
ระดับการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย: ธรรมชาติของอิเล็กโทรไลต์ ลักษณะของตัวทำละลาย ความเข้มข้นของสารละลาย และอุณหภูมิ
ขึ้นอยู่กับความสามารถในการแยกตัวออกจากกัน อิเล็กโทรไลต์จะถูกแบ่งออกเป็นแบบแรงและแบบอ่อนตามอัตภาพ อิเล็กโทรไลต์ที่มีอยู่ในสารละลายในรูปของไอออนเท่านั้นมักเรียกว่า แข็งแกร่ง . อิเล็กโทรไลต์ซึ่งอยู่ในสถานะละลายบางส่วนอยู่ในรูปของโมเลกุลและบางส่วนอยู่ในรูปของไอออนเรียกว่า อ่อนแอ .
อิเล็กโทรไลต์เข้มข้นประกอบด้วยเกลือเกือบทั้งหมด กรดบางชนิด: H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HI, HClO 4, ไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ท (ดูภาคผนวกตารางที่ 6)
กระบวนการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่งยังคงดำเนินต่อไป:
HNO 3 = H + + NO 3 - , NaOH = นา + + OH - ,
และเครื่องหมายเท่ากับจะอยู่ในสมการการแยกตัว
สำหรับอิเล็กโทรไลต์เข้มข้น แนวคิดเรื่อง "ระดับการแยกตัว" นั้นมีเงื่อนไข " ระดับความแตกแยกที่ชัดเจน (aแต่ละอัน) ต่ำกว่าอันจริง (ดูภาคผนวกตารางที่ 6) เมื่อความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์เข้มข้นเพิ่มขึ้นในสารละลาย ปฏิกิริยาของไอออนที่มีประจุตรงข้ามจะเพิ่มขึ้น เมื่ออยู่ใกล้กันพอสมควรก็สร้างพันธมิตร ไอออนที่อยู่ในนั้นจะถูกแยกออกจากกันด้วยชั้นของโมเลกุลน้ำขั้วโลกที่ล้อมรอบแต่ละไอออน สิ่งนี้ส่งผลต่อค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายที่ลดลงเช่น ผลของการแยกตัวที่ไม่สมบูรณ์ถูกสร้างขึ้น
เพื่อคำนึงถึงผลกระทบนี้ จึงมีการแนะนำค่าสัมประสิทธิ์กิจกรรม g ซึ่งลดลงเมื่อความเข้มข้นของสารละลายเพิ่มขึ้นซึ่งเปลี่ยนแปลงจาก 0 ถึง 1 เพื่ออธิบายเชิงปริมาณคุณสมบัติของสารละลายของอิเล็กโทรไลต์เข้มข้นปริมาณที่เรียกว่า กิจกรรม (ก).
กิจกรรมของไอออนนั้นเข้าใจว่าเป็นความเข้มข้นที่มีประสิทธิผลตามที่มันทำปฏิกิริยาเคมี
กิจกรรมของไอออน ( ก) เท่ากับความเข้มข้นของฟันกราม ( กับ) คูณด้วยสัมประสิทธิ์กิจกรรม (g):
ก = ก กับ.
การใช้กิจกรรมแทนความเข้มข้นทำให้สามารถนำไปใช้กับวิธีแก้ปัญหาตามกฎที่กำหนดไว้สำหรับการแก้ปัญหาในอุดมคติ
อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ ได้แก่ กรดแร่บางชนิด (HNO 2, H 2 SO 3, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, H 3 PO 4) และกรดอินทรีย์ส่วนใหญ่ (CH 3 COOH, H 2 C 2 O 4 เป็นต้น) ,แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ NH 4 OH และเบสทั้งหมดที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย, เอมีนอินทรีย์
การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อนสามารถย้อนกลับได้ ในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ จะมีการสร้างสมดุลระหว่างไอออนและโมเลกุลที่ไม่แยกออกจากกัน ในสมการการแยกตัวที่สอดคล้องกัน เครื่องหมายการผันกลับได้ (“”) ถูกใส่ไว้ ตัวอย่างเช่น สมการการแยกตัวของกรดอะซิติกอ่อนเขียนได้ดังนี้:
CH 3 COOH « CH 3 COO - + H + .
ในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์ไบนารีที่อ่อนแอ ( แคลิฟอร์เนีย) สมดุลต่อไปนี้ถูกสร้างขึ้น โดยมีคุณลักษณะเป็นค่าคงที่สมดุลที่เรียกว่าค่าคงที่การแยกตัว ถึงง:
KA « K + + A - ,
.
หากละลายสารละลาย 1 ลิตร กับโมลของอิเล็กโทรไลต์ แคลิฟอร์เนียและระดับของการแยกตัวออกคือ a ซึ่งหมายถึงการแยกออกจากกัน กโมลของอิเล็กโทรไลต์และไอออนแต่ละตัวเกิดขึ้น กไฝ ในสภาพที่ไม่แยกส่วนยังคงอยู่ ( กับ – ก) โมล แคลิฟอร์เนีย.
KA « K + + A - .
C – aС aС aС
จากนั้นค่าคงที่การแยกตัวจะเท่ากับ:
(6.1)
เนื่องจากค่าคงที่ของการแยกตัวไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้น ความสัมพันธ์ที่ได้รับจึงเป็นการแสดงออกถึงระดับการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ไบนารีแบบอ่อนกับความเข้มข้นของมัน จากสมการ (6.1) เห็นได้ชัดว่าการลดลงของความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์อ่อนในสารละลายทำให้ระดับการแยกตัวเพิ่มขึ้น สมการ (6.1) เป็นการแสดงออก กฎการเจือจางของออสต์วาลด์ .
สำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอมาก (ที่ ก<<1), уравнение Оствальда можно записать следующим образом:
ถึงง 2 ซี, หรือ ก" (6.2)
ค่าคงที่การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์แต่ละตัวจะคงที่ที่อุณหภูมิที่กำหนด ซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารละลายและแสดงถึงความสามารถของอิเล็กโทรไลต์ในการสลายตัวเป็นไอออน ยิ่ง Kd สูง อิเล็กโทรไลต์ก็จะแยกตัวออกเป็นไอออนมากขึ้นเท่านั้น ค่าคงที่การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อนจะถูกทำเป็นตาราง (ดูภาคผนวก ตารางที่ 3)
โซลูชั่น
ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า
การแยกตัวด้วยไฟฟ้า
อิเล็กโทรไลต์และไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์
ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า
(เอส. อาร์เรเนียส, 1887)
1. เมื่อละลายในน้ำ (หรือละลาย) อิเล็กโทรไลต์จะแตกตัวเป็นไอออนที่มีประจุบวกและประจุลบ (ขึ้นอยู่กับการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์)
2. ภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้า แคตไอออน (+) จะเคลื่อนที่ไปทางแคโทด (-) และแอนไอออน (-) จะเคลื่อนไปทางแอโนด (+)
3. การแยกตัวด้วยไฟฟ้าเป็นกระบวนการที่สามารถย้อนกลับได้ (ปฏิกิริยาย้อนกลับเรียกว่าโมลาไรเซชัน)
4. ระดับการแยกตัวด้วยไฟฟ้า (ก ) ขึ้นอยู่กับลักษณะของอิเล็กโทรไลต์และตัวทำละลาย อุณหภูมิและความเข้มข้น แสดงอัตราส่วนของจำนวนโมเลกุลที่แตกออกเป็นไอออน ( n ) กับจำนวนโมเลกุลทั้งหมดที่ใส่เข้าไปในสารละลาย (ญ)
ก = n / N 0< a <1
กลไกการแยกตัวด้วยไฟฟ้าของสารไอออนิก
เมื่อละลายสารประกอบด้วยพันธะไอออนิก (เช่น NaCl ) กระบวนการให้ความชุ่มชื้นเริ่มต้นด้วยการวางแนวของไดโพลน้ำรอบๆ ส่วนที่ยื่นออกมาและผิวหน้าของผลึกเกลือ
โมเลกุลของน้ำที่เรียงตัวอยู่รอบๆ ไอออนของโครงตาข่ายคริสตัลจะก่อให้เกิดพันธะไฮโดรเจนหรือพันธะระหว่างผู้บริจาคกับพวกมัน กระบวนการนี้ปล่อยพลังงานจำนวนมาก ซึ่งเรียกว่าพลังงานความชุ่มชื้น
พลังงานแห่งความชุ่มชื้นซึ่งมีขนาดเทียบได้กับพลังงานของโครงตาข่ายคริสตัลนั้นถูกใช้เพื่อทำลายโครงตาข่ายคริสตัล ในกรณีนี้ ไอออนไฮเดรตจะผ่านชั้นทีละชั้นเข้าไปในตัวทำละลาย และเมื่อผสมกับโมเลกุลของมันจะเกิดเป็นสารละลาย
กลไกการแยกตัวด้วยไฟฟ้าของสารมีขั้ว
สารที่มีโมเลกุลเกิดขึ้นตามประเภทของพันธะโควาเลนต์เชิงขั้ว (โมเลกุลเชิงขั้ว) จะแยกตัวออกในทำนองเดียวกัน รอบโมเลกุลขั้วโลกแต่ละโมเลกุลของสสาร (เช่น HCl ) ไดโพลน้ำจะถูกวางตัวในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง อันเป็นผลมาจากอันตรกิริยากับไดโพลของน้ำ โมเลกุลของขั้วจะมีขั้วมากขึ้นและกลายเป็นโมเลกุลไอออนิก จากนั้นไอออนไฮเดรตอิสระจะก่อตัวขึ้นได้ง่าย
อิเล็กโทรไลต์และไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์
การแยกตัวของสารด้วยไฟฟ้าซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของไอออนอิสระ อธิบายการนำไฟฟ้าของสารละลาย
กระบวนการแยกตัวด้วยไฟฟ้ามักจะเขียนในรูปแบบของแผนภาพโดยไม่เปิดเผยกลไกและละเว้นตัวทำละลาย (น้ำ ) แม้ว่าเขาจะเป็นผู้เข้าร่วมหลักก็ตาม
CaCl 2 « Ca 2+ + 2Cl -
Kอัล(SO 4) 2 « K + + อัล 3+ + 2SO 4 2-
HNO 3 « H + + NO 3 -
บา(OH) 2 « บา 2+ + 2OH -
จากความเป็นกลางทางไฟฟ้าของโมเลกุล ประจุบวกของแคตไอออนและแอนไอออนควรเท่ากับศูนย์
ตัวอย่างเช่นสำหรับ
อัล 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
อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่ง
เหล่านี้เป็นสารที่เมื่อละลายในน้ำจะสลายตัวเป็นไอออนเกือบทั้งหมด ตามกฎแล้ว อิเล็กโทรไลต์เข้มข้นประกอบด้วยสารที่มีพันธะไอออนิกหรือพันธะขั้วสูง: เกลือที่ละลายน้ำได้สูงทั้งหมด กรดแก่ ( HCl, HBr, HI, HClO4, H2SO4, HNO3 ) และฐานที่แข็งแกร่ง ( LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ba (OH) 2, ซีเนียร์ (OH) 2, Ca (OH) 2)
ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์เข้มข้น ตัวถูกละลายส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของไอออน (แคตไอออนและแอนไอออน) โมเลกุลที่ไม่แยกออกจากกันนั้นไม่มีอยู่จริง
อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ
สารที่แยกตัวออกเป็นไอออนบางส่วน สารละลายของอิเล็กโทรไลต์อ่อนประกอบด้วยโมเลกุลที่ไม่แยกออกจากกันพร้อมกับไอออน อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอไม่สามารถสร้างไอออนที่มีความเข้มข้นสูงในสารละลายได้
อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ ได้แก่ :
1) กรดอินทรีย์เกือบทั้งหมด ( CH 3 COOH, C 2 H 5 COOH ฯลฯ );
2) บาง กรดอนินทรีย์ ( H 2 CO 3, H 2 S ฯลฯ );
3) เกลือ เบส และแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์เกือบทั้งหมดที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย(Ca 3 (PO 4) 2; Cu (OH) 2; อัล (OH) 3; NH 4 OH);
4) น้ำ
พวกเขานำไฟฟ้าได้ไม่ดี (หรือแทบจะไม่เลย)
СH 3 COOH « CH 3 COO - + H +
Cu(OH) 2 «[CuOH] + + OH - (ระยะแรก)
[CuOH] + « Cu 2+ + OH - (ระยะที่สอง)
H 2 CO 3 « H + + HCO - (ระยะแรก)
HCO 3 - « H + + CO 3 2- (ระยะที่สอง)
ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์
สารที่มีสารละลายและละลายในน้ำไม่นำกระแสไฟฟ้า ประกอบด้วยพันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้วหรือพันธะที่มีขั้วต่ำซึ่งไม่แตกตัวเป็นไอออน
ก๊าซ ของแข็ง (อโลหะ) และสารประกอบอินทรีย์ (ซูโครส น้ำมันเบนซิน แอลกอฮอล์) ไม่นำกระแสไฟฟ้า
ระดับของการแยกตัวออกจากกัน ค่าคงที่การแยกตัว
ความเข้มข้นของไอออนในสารละลายขึ้นอยู่กับว่าอิเล็กโทรไลต์ที่กำหนดแยกตัวออกเป็นไอออนได้อย่างสมบูรณ์เพียงใด ในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์แรงซึ่งการแยกตัวออกถือว่าสมบูรณ์สามารถกำหนดความเข้มข้นของไอออนได้อย่างง่ายดายจากความเข้มข้น (ค) และองค์ประกอบของโมเลกุลอิเล็กโทรไลต์ (ดัชนีปริมาณสัมพันธ์)ตัวอย่างเช่น :
ความเข้มข้นของไอออนในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์อ่อนนั้นมีลักษณะเชิงคุณภาพด้วยระดับและค่าคงที่การแยกตัว
ระดับความแตกแยก (ก) - อัตราส่วนของจำนวนโมเลกุลที่สลายตัวเป็นไอออน ( n ) ถึงจำนวนโมเลกุลที่ละลายทั้งหมด (ยังไม่มีข้อความ):
ก=ไม่มี/ไม่มี
และแสดงเป็นเศษส่วนของหน่วยหรือเป็น % (ก = 0.3 – ขีดจำกัดทั่วไปของการแบ่งเป็นอิเล็กโทรไลต์แรงและอิเล็กโทรไลต์อ่อน)
ตัวอย่าง
กำหนดความเข้มข้นโมลาร์ของแคตไอออนและแอนไอออนในสารละลาย 0.01 โมลาร์ KBr, NH 4 OH, Ba (OH) 2, H 2 SO 4 และ CH 3 COOH
ระดับการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อนก = 0.3
สารละลาย
KBr, Ba(OH)2 และ H2SO4 - อิเล็กโทรไลต์แรงที่แยกตัวออกอย่างสมบูรณ์(ก = 1)
KBr « K + + Br -
0.01M
บา(OH) 2 « บา 2+ + 2OH -
0.01M
0.02M
ชม 2 ดังนั้น 4 « 2H + + ดังนั้น 4
0.02M
[ เอส 4 2- ] = 0.01 ม
NH 4 OH และ CH 3 COOH – อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ(ก = 0.3)
NH 4 โอ้ + 4 + โอ้ -
0.3 0.01 = 0.003 ม
CH 3 COOH « CH 3 COO - + H +
[H + ] = [ CH 3 COO - ] = 0.3 0.01 = 0.003 M
ระดับการแยกตัวขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารละลายอิเล็กโทรไลต์อ่อน เมื่อเจือจางด้วยน้ำ ระดับการแยกตัวออกจะเพิ่มขึ้นเสมอเพราะว่า จำนวนโมเลกุลของตัวทำละลายเพิ่มขึ้น (น้ำ ) ต่อโมเลกุลของตัวถูกละลาย ตามหลักการของ Le Chatelier ความสมดุลของการแยกตัวด้วยไฟฟ้าในกรณีนี้ควรเปลี่ยนไปในทิศทางของการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ เช่น ไอออนไฮเดรต
ระดับการแยกตัวด้วยไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของสารละลาย โดยทั่วไปเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ระดับของการแยกตัวออกจะเพิ่มขึ้นเนื่องจาก พันธะในโมเลกุลถูกกระตุ้น พวกมันจะเคลื่อนที่ได้มากขึ้นและแตกตัวเป็นไอออนได้ง่ายขึ้น ความเข้มข้นของไอออนในสารละลายอิเล็กโทรไลต์อ่อนสามารถคำนวณได้โดยการทราบระดับการแยกตัวกและความเข้มข้นเริ่มต้นของสารคในสารละลาย
ตัวอย่าง
กำหนดความเข้มข้นของโมเลกุลและไอออนที่ไม่แยกออกจากกันในสารละลาย 0.1 โมลาร์ NH4OH ถ้าระดับความแตกแยกคือ 0.01
สารละลาย
ความเข้มข้นของโมเลกุล NH4OH ซึ่ง ณ เวลาสมดุลจะสลายตัวเป็นไอออนจะเท่ากับกค. ความเข้มข้นของไอออน NH 4 - และ OH - - จะเท่ากับความเข้มข้นของโมเลกุลที่แยกตัวออกและเท่ากันกค(ตามสมการการแยกตัวด้วยไฟฟ้า)
|
NH4OH |
NH4+ |
โอ้- |
||
|
ค - เอค |
ก c = 0.01 0.1 = 0.001 โมล/ลิตร
[NH 4 OH] = ค - เอซี = 0.1 – 0.001 = 0.099 โมล/ลิตร
ค่าคงที่การแยกตัว (เค ดี ) คืออัตราส่วนของผลิตภัณฑ์ของความเข้มข้นของไอออนสมดุลต่อกำลังของสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์สัมพันธ์กับความเข้มข้นของโมเลกุลที่ไม่แยกออกจากกัน
เป็นค่าคงที่สมดุลของกระบวนการแยกตัวด้วยไฟฟ้า แสดงถึงความสามารถของสารที่จะสลายตัวเป็นไอออน: ยิ่งสูงเท่าไรเค ดี ยิ่งความเข้มข้นของไอออนในสารละลายมากขึ้นเท่านั้น
การแยกตัวของกรดโพลีเบสิกอ่อนหรือเบสโพลีแอซิดเกิดขึ้นเป็นขั้นตอน ดังนั้น แต่ละขั้นตอนจึงมีค่าคงที่การแยกตัวของตัวเอง:
ขั้นแรก:
ช 3 ปอ 4 « เอช + + เอช 2 ปอ 4 -
K D 1 = () / = 7.1 10 -3
ขั้นตอนที่สอง:
ช 2 PO 4 - « H + + HPO 4 2-
K D 2 = () / = 6.2 10 -8
ขั้นตอนที่สาม:
HPO 4 2- « H + + PO 4 3-
K D 3 = () / = 5.0 10 -13
เค ดี 1 > เค ดี 2 > เค ดี 3
ตัวอย่าง
หาสมการที่เกี่ยวข้องกับระดับการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ของอิเล็กโทรไลต์อ่อน (ก ) โดยมีค่าคงที่การแยกตัว (กฎการเจือจางของออสต์วาลด์) สำหรับกรดโมโนโพรติกชนิดอ่อนบน .
ฮ่า « H + + A +
เค ดี = () /
หากแสดงความเข้มข้นรวมของอิเล็กโทรไลต์อ่อนคแล้วความเข้มข้นของความสมดุล H + และ A - เท่ากัน กคและความเข้มข้นของโมเลกุลที่ไม่แยกออกจากกันเปิด - (ค - ก) = ค (1 - ก)
K D = (ก ค ก ค) / ค(1 - ก ) = ก 2 ค / (1 - ก )
ในกรณีของอิเล็กโทรไลต์อ่อนมาก (เป็น 0.01 ปอนด์)
K D = c a 2 หรือ a = \ é (K D / c )
ตัวอย่าง
คำนวณระดับการแยกตัวของกรดอะซิติกและความเข้มข้นของไอออน H + ในสารละลาย 0.1 M ถ้า K D (CH 3 COOH) = 1.85 10 -5
สารละลาย
ลองใช้กฎการเจือจางของออสต์วาลด์กันดีกว่า
\é (KD / c ) = \é((1.85 10 -5) / 0.1 )) = 0.0136 หรือ a = 1.36%
[H+] = ac = 0.0136 0.1 โมล/ลิตร
ผลิตภัณฑ์ละลายน้ำ
คำนิยาม
ใส่เกลือที่ละลายได้เล็กน้อยลงในบีกเกอร์ตัวอย่างเช่น AgCl และเติมน้ำกลั่นลงในตะกอน ในกรณีนี้คือไอออน Ag+ และ Cl- สัมผัสแรงดึงดูดจากไดโพลน้ำที่อยู่รอบๆ ค่อยๆ แตกตัวออกจากผลึกและเข้าสู่สารละลาย ชนกันในสารละลายไอออน Ag+ และ Cl- ก่อตัวเป็นโมเลกุล AgCl และสะสมอยู่บนพื้นผิวของคริสตัล ดังนั้นกระบวนการสองกระบวนการที่ตรงกันข้ามกันจึงเกิดขึ้นในระบบซึ่งนำไปสู่ความสมดุลแบบไดนามิกเมื่อไอออนจำนวนเท่ากันผ่านเข้าไปในสารละลายต่อหน่วยเวลา Ag+ และ Cl- ,ฝากไว้กี่ตัว. การสะสมของไอออน Ag+ และ Cl- หยุดอยู่ในสารละลายปรากฎว่า สารละลายอิ่มตัว. ดังนั้น เราจะพิจารณาระบบที่มีการตกตะกอนของเกลือที่ละลายได้น้อยเมื่อสัมผัสกับสารละลายอิ่มตัวของเกลือนี้ ในกรณีนี้ มีกระบวนการสองกระบวนการที่ตรงกันข้ามกันเกิดขึ้น:
1) การเปลี่ยนไอออนจากตะกอนเป็นสารละลาย อัตราของกระบวนการนี้ถือว่าคงที่ที่อุณหภูมิคงที่:วี 1 = เค 1 ;
2) การตกตะกอนของไอออนจากสารละลาย ความเร็วของกระบวนการนี้วี 2 ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไอออน Ag + และ Cl - ตามกฎแห่งการกระทำมวลชน:
วี 2 = เค 2
เนื่องจากระบบนี้อยู่ในสภาวะสมดุลแล้ว
วี 1 = วี 2
เค 2 = เค 1
K 2 / k 1 = const (ที่ T = const)
ดังนั้น, ผลคูณของความเข้มข้นของไอออนในสารละลายอิ่มตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้น้อยที่อุณหภูมิคงที่จะคงที่ ขนาด. ปริมาณนี้เรียกว่าผลิตภัณฑ์ที่สามารถละลายได้(ฯลฯ ).
ในตัวอย่างที่ให้มา ฯลฯ AgCl = [Ag + ] [Cl - ] . ในกรณีที่อิเล็กโทรไลต์มีไอออนที่เหมือนกันตั้งแต่สองตัวขึ้นไป ความเข้มข้นของไอออนเหล่านี้จะต้องเพิ่มขึ้นให้มีกำลังที่เหมาะสมเมื่อคำนวณผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลาย
ตัวอย่างเช่น PR Ag 2 S = 2; พีอาร์ PbI 2 = 2
โดยทั่วไป การแสดงออกของผลคูณความสามารถในการละลายของอิเล็กโทรไลต์คือเอม บี เอ็น
PR A ม Bn = [A] ม. [B] n .
ค่าของผลิตภัณฑ์ที่สามารถละลายได้จะแตกต่างกันไปตามสารต่างๆ
ตัวอย่างเช่น PR CaCO 3 = 4.8 · 10 -9; พีอาร์ AgCl = 1.56 · 10 -10
ฯลฯ คำนวณง่าย รู้ราค ความสามารถในการละลายของสารประกอบ ณ ค่าที่กำหนดที°
ตัวอย่างที่ 1
ความสามารถในการละลายของ CaCO 3 คือ 0.0069 หรือ 6.9 10 -3 ก./ล. ค้นหา PR ของ CaCO 3
สารละลาย
แสดงความสามารถในการละลายเป็นโมล:
S CaCO 3 = ( 6,9 10 -3 ) / 100,09 = 6.9 10 -5 โมล/ลิตร
เอ็มซีซีโอ3
เนื่องจากทุกอณู CaCO3 ให้ไอออนหนึ่งตัวเมื่อละลาย Ca 2+ และ CO 3 2- แล้ว
[Ca 2+ ] = [ CO 3 2- ] = 6.9 · 10 -5 โมล/ลิตร ,
เพราะฉะนั้น, PR CaCO 3 = [Ca 2+ ] [CO 3 2- ] = 6.9 10 –5 6.9 10 -5 = 4.8 10 -9
รู้คุณค่าการประชาสัมพันธ์ ในทางกลับกัน คุณสามารถคำนวณความสามารถในการละลายของสารในหน่วยโมล/ลิตร หรือกรัม/ลิตรได้
ตัวอย่างที่ 2
ผลิตภัณฑ์ละลายน้ำ PR PbSO 4 = 2.2 · 10 -8 กรัม/ลิตร
ความสามารถในการละลายคืออะไร? PbSO4 ?
สารละลาย
เรามาแสดงถึงความสามารถในการละลาย PbSO 4 ผ่าน X นางสาว. เข้าไปแก้ไขแล้ว X โมลของ PbSO 4 จะให้ X Pb 2+ และ X ไอออน ไอออนดังนั้น 4 2- , เช่น.:
= = เอ็กซ์
ฯลฯPbSO 4 = = = X X = X 2
เอ็กซ์ =\ é(ฯลฯPbSO 4 ) = \ é(2,2 10 -8 ) = 1,5 10 -4 นางสาว.
หากต้องการทราบความสามารถในการละลายที่แสดงเป็น g/l เราจะคูณค่าที่พบด้วยน้ำหนักโมเลกุล หลังจากนั้นเราจะได้:
1,5 10 -4 303,2 = 4,5 10 -2 กรัม/ลิตร.
การก่อตัวของฝน
ถ้า
[ อจ + ] [ Cl - ] < ПР AgCl- สารละลายไม่อิ่มตัว
[ อจ + ] [ Cl - ] = ประชาสัมพันธ์AgCl- สารละลายอิ่มตัว
[ อจ + ] [ Cl - ] > ประชาสัมพันธ์AgCl- สารละลายอิ่มตัวยวดยิ่ง
การตกตะกอนเกิดขึ้นเมื่อผลคูณของความเข้มข้นของไอออนของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้ต่ำเกินค่าของผลิตภัณฑ์ที่สามารถละลายได้ที่อุณหภูมิที่กำหนด เมื่อผลคูณไอออนิกมีค่าเท่ากับฯลฯ,ฝนหยุดแล้ว. เมื่อทราบปริมาตรและความเข้มข้นของสารละลายที่ผสมแล้ว สามารถคำนวณได้ว่าการตกตะกอนของเกลือที่เกิดขึ้นจะตกตะกอนหรือไม่
ตัวอย่างที่ 3
เกิดการตกตะกอนเมื่อผสมปริมาตรเท่ากัน 0.2มโซลูชั่นป.ล(เลขที่ 3
)
2
และโซเดียมคลอไรด์.
ฯลฯPbCl 2
= 2,4 10
-4
.
สารละลาย
เมื่อผสมกัน ปริมาตรของสารละลายจะเพิ่มขึ้นสองเท่าและความเข้มข้นของสารแต่ละชนิดจะลดลงครึ่งหนึ่ง กล่าวคือ จะกลายเป็น 0.1ม หรือ 1.0 10 -1 นางสาว. เหล่านี้คือ ก็จะมีความเข้มข้นป.ล 2+ และCl - . เพราะฉะนั้น,[ ป.ล 2+ ] [ Cl - ] 2 = 1 10 -1 (1 10 -1 ) 2 = 1 10 -3 . ค่าผลลัพธ์เกินฯลฯPbCl 2 (2,4 10 -4 ) . จึงเป็นส่วนหนึ่งของเกลือPbCl 2 ตกตะกอน จากทั้งหมดข้างต้นเราสามารถสรุปเกี่ยวกับอิทธิพลของปัจจัยต่าง ๆ ที่มีต่อการก่อตัวของฝนได้
ผลของความเข้มข้นของสารละลาย
อิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้น้อยซึ่งมีค่ามากเพียงพอฯลฯไม่สามารถตกตะกอนจากสารละลายเจือจางได้ตัวอย่างเช่น,ตะกอนPbCl 2 จะไม่หลุดออกมาเมื่อผสมปริมาตรเท่ากัน 0.1มโซลูชั่นป.ล(เลขที่ 3 ) 2 และโซเดียมคลอไรด์. เมื่อผสมในปริมาณเท่ากัน ความเข้มข้นของสารแต่ละชนิดจะกลายเป็น0,1 / 2 = 0,05 มหรือ 5 10 -2 นางสาว. ผลิตภัณฑ์ไอออนิก[ ป.ล 2+ ] [ Cl 1- ] 2 = 5 10 -2 (5 10 -2 ) 2 = 12,5 10 -5 .ค่าผลลัพธ์ที่ได้จะน้อยลงฯลฯPbCl 2 จึงไม่เกิดการตกตะกอน
อิทธิพลของปริมาณน้ำฝน
เพื่อการตกตะกอนที่สมบูรณ์ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ จึงมีการใช้ปริมาณตะกอนที่มากเกินไป
ตัวอย่างเช่น, ตกตะกอนเกลือบาซีโอ 3 : บริติชแอร์เวย์ 2 + นา 2 บจก 3 ® บาซีโอ 3 ¯ + 2 โซเดียมคลอไรด์. หลังจากเพิ่มจำนวนที่เท่ากันแล้วนา 2 บจก 3 ไอออนยังคงอยู่ในสารละลายบ 2+ ความเข้มข้นที่กำหนดโดยค่าฯลฯ.
เพิ่มความเข้มข้นของไอออนบจก 3 2- เกิดจากการเติมตะกอนส่วนเกิน(นา 2 บจก 3 ) จะทำให้ความเข้มข้นของไอออนลดลงตามไปด้วยบ 2+ ในสารละลายเช่น จะเพิ่มความสมบูรณ์ของการตกตะกอนของไอออนนี้
อิทธิพลของไอออนชนิดเดียวกัน
ความสามารถในการละลายของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้น้อยจะลดลงเมื่อมีอิเล็กโทรไลต์ชนิดเข้มข้นอื่นๆ ที่มีไอออนชื่อเดียวกัน หากเป็นสารละลายไม่อิ่มตัวบาโซ 4 เติมสารละลายทีละน้อยนา 2 ดังนั้น 4 จากนั้นจึงเกิดผลิตภัณฑ์ไอออนิก ซึ่งเมื่อแรกเริ่มมีขนาดเล็กลง ฯลฯบาโซ 4 (1,1 10 -10 ) ,จะค่อยๆถึงฯลฯและจะเกินมันไป ฝนจะเริ่มก่อตัว
ผลกระทบของอุณหภูมิ
ฯลฯเป็นค่าคงที่ที่อุณหภูมิคงที่ ด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ฯลฯเพิ่มขึ้น ดังนั้นการตกตะกอนจึงทำได้ดีที่สุดจากสารละลายที่เย็นลง
การละลายของตะกอน
กฎผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลายมีความสำคัญในการแปลงตะกอนที่ละลายน้ำได้ต่ำให้เป็นสารละลาย สมมติว่าเราต้องละลายตะกอนบกับโอ 3
. สารละลายที่สัมผัสกับตะกอนนี้ค่อนข้างอิ่มตัวบกับโอ 3
.
มันหมายความว่าอย่างนั้น[
บ 2+
] [
บจก 3
2-
] = ประชาสัมพันธ์บาซีโอ 3
.
หากคุณเติมกรดลงในสารละลายไอออนชม + จะจับไอออนที่มีอยู่ในสารละลายบจก 3 2- กลายเป็นโมเลกุลของกรดคาร์บอนิกที่เปราะบาง:
2H + + CO 3 2- ® ชม 2 บจก 3 ® ชม 2 โอ+โค 2
ส่งผลให้ความเข้มข้นของไอออนลดลงอย่างรวดเร็วบจก 3 2- ผลิตภัณฑ์ไอออนิกจะมีค่าน้อยกว่าฯลฯบาซีโอ 3 . สารละลายที่ได้จะไม่อิ่มตัวค่อนข้างมากบกับโอ 3 และส่วนหนึ่งของตะกอนบกับโอ 3 จะเข้าสู่การแก้ปัญหา โดยการเติมกรดให้เพียงพอ ตะกอนทั้งหมดก็จะสามารถนำเข้าสู่สารละลายได้ ด้วยเหตุนี้ การละลายของตะกอนจึงเริ่มต้นขึ้นเมื่อด้วยเหตุผลบางประการ ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้ต่ำจะมีค่าน้อยกว่าฯลฯ. ในการละลายตะกอนนั้น จะมีการใส่อิเล็กโทรไลต์เข้าไปในสารละลาย ซึ่งไอออนของสารนั้นสามารถสร้างสารประกอบที่แยกตัวออกจากกันเล็กน้อยกับไอออนตัวใดตัวหนึ่งของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้น้อย สิ่งนี้จะอธิบายการละลายของไฮดรอกไซด์ที่ละลายได้น้อยในกรด
เฟ(OH) 3 +3HCl® FeCl 3 + 3 ชม 2 โอ
ไอออนโอ้ - จับกันเป็นโมเลกุลที่แยกตัวออกจากกันเล็กน้อยชม 2 โอ.
โต๊ะ.ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลาย (SP) และความสามารถในการละลายที่ 25AgCl
1,25 10 -5
1,56 10 -10
เอจีไอ
1,23 10 -8
1,5 10 -16
อจ 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
อิเล็กโทรไลต์ชนิดเข้มข้นเมื่อละลายในน้ำ จะแยกตัวออกเป็นไอออนเกือบทั้งหมด โดยไม่คำนึงถึงความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในสารละลาย
ดังนั้นในสมการการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์แรงจึงใช้เครื่องหมายเท่ากับ (=)
อิเล็กโทรไลต์เข้มข้น ได้แก่ :
เกลือที่ละลายน้ำได้
กรดอนินทรีย์หลายชนิด: HNO3, H2SO4, HCl, HBr, HI;
ฐานที่เกิดจากโลหะอัลคาไล (LiOH, NaOH, KOH ฯลฯ) และโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ (Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2)
อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอใน สารละลายที่เป็นน้ำเพียงบางส่วนเท่านั้น (ย้อนกลับได้) แยกตัวออกเป็นไอออน
ดังนั้นในสมการการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อนจึงใช้เครื่องหมายการกลับตัวได้ (⇄)
อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ ได้แก่ :
กรดอินทรีย์และน้ำเกือบทั้งหมด
กรดอนินทรีย์บางชนิด: H2S, H3PO4, H2CO3, HNO2, H2SiO3 ฯลฯ
ไฮดรอกไซด์ของโลหะที่ไม่ละลายน้ำ: Mg(OH)2, Fe(OH)2, Zn(OH)2 เป็นต้น
สมการปฏิกิริยาไอออนิก
สมการปฏิกิริยาไอออนิก
ปฏิกิริยาเคมีในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ (กรด เบส และเกลือ) เกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของไอออน สารละลายสุดท้ายอาจยังคงชัดเจน (ผลิตภัณฑ์ละลายในน้ำได้สูง) แต่หนึ่งในผลิตภัณฑ์จะเป็นอิเล็กโทรไลต์อ่อน ในกรณีอื่นๆ จะเกิดการตกตะกอนหรือการวิวัฒนาการของก๊าซ
สำหรับปฏิกิริยาในสารละลายที่เกี่ยวข้องกับไอออน ไม่เพียงแต่สมการโมเลกุลเท่านั้นที่ถูกรวบรวม แต่ยังรวมถึงสมการไอออนิกแบบเต็มและสมการไอออนิกแบบสั้นด้วย
ในสมการไอออนิกตามข้อเสนอของนักเคมีชาวฝรั่งเศส K. -L. Berthollet (1801) อิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นและละลายได้ง่ายทั้งหมดเขียนอยู่ในรูปของสูตรไอออน และการตกตะกอน ก๊าซ และอิเล็กโทรไลต์แบบอ่อนจะถูกเขียนในรูปแบบ สูตรโมเลกุล. การก่อตัวของการตกตะกอนจะถูกทำเครื่องหมายด้วยเครื่องหมาย "ลูกศรลง" (↓) และการก่อตัวของก๊าซด้วยเครื่องหมาย "ลูกศรขึ้น" () ตัวอย่างการเขียนสมการปฏิกิริยาโดยใช้กฎของเบอร์ทอลเล็ต:
ก) สมการโมเลกุล
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O
b) สมการไอออนิกที่สมบูรณ์
2Na+ + CO32− + 2H+ + SO42− = 2Na+ + SO42− + CO2 + H2O
(CO2 - แก๊ส, H2O - อิเล็กโทรไลต์อ่อน)
c) สมการไอออนิกสั้น
CO32− + 2H+ = CO2 + H2O
โดยปกติ เมื่อเขียนจะจำกัดอยู่เพียงสมการไอออนิกสั้นๆ โดยรีเอเจนต์ที่เป็นของแข็งแสดงด้วยดัชนี (t) รีเอเจนต์ที่เป็นก๊าซแสดงด้วยดัชนี (g) ตัวอย่าง:
1) Cu(OH)2(t) + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O
Cu(OH)2(t) + 2H+ = Cu2+ + 2H2O
Cu(OH)2 แทบไม่ละลายในน้ำ
2) บาส + H2SO4 = BaSO4↓ + H2S
Ba2+ + S2− + 2H+ + SO42− = BaSO4↓ + H2S
(สมการไอออนิกเต็มและสั้นเหมือนกัน)
3) CaCO3(t) + CO2(ก.) + H2O = Ca(HCO3)2
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O = Ca2+ + 2HCO3−
(เกลือที่เป็นกรดส่วนใหญ่จะละลายได้ดีในน้ำ)
หากอิเล็กโทรไลต์เข้มข้นไม่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยา สมการไอออนิกจะหายไป:
Mg(OH)2(s) + 2HF(r) = MgF2↓ + 2H2O
ตั๋วหมายเลข 23
ไฮโดรไลซิสของเกลือ
การไฮโดรไลซิสของเกลือคือปฏิกิริยาระหว่างไอออนของเกลือกับน้ำเพื่อสร้างอนุภาคที่แยกออกจากกันเล็กน้อย
ไฮโดรไลซิสแท้จริงแล้วคือการสลายตัวด้วยน้ำ ด้วยการให้คำนิยามของปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเกลือนี้ เราเน้นย้ำว่าเกลือในสารละลายอยู่ในรูปของไอออน และ แรงผลักดันปฏิกิริยาคือการก่อตัวของอนุภาคที่แยกตัวออกจากกันเล็กน้อย ( กฎทั่วไปสำหรับปฏิกิริยาหลายอย่างในสารละลาย)
ไฮโดรไลซิสเกิดขึ้นเฉพาะในกรณีที่ไอออนก่อตัวขึ้นจากการแยกตัวด้วยไฟฟ้าของเกลือ - แคตไอออน แอนไอออน หรือทั้งสองอย่างรวมกัน - สามารถสร้างสารประกอบที่แยกตัวออกจากกันอย่างอ่อนด้วยไอออนของน้ำ และสิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อ ไอออนบวกนั้นมีโพลาไรซ์อย่างแรง ( ไอออนบวกของเบสอ่อน) และไอออนนั้นมีโพลาไรซ์อย่างง่ายดาย (ไอออนของกรดอ่อน) สิ่งนี้จะเปลี่ยนค่า pH ของสิ่งแวดล้อม ถ้าไอออนบวกก่อให้เกิดเบสแก่ และไอออนกลายเป็นกรดแก่ พวกมันจะไม่ผ่านการไฮโดรไลซิส
1. การไฮโดรไลซิสของเกลือของเบสอ่อนและกรดแก่เมื่อผ่านไอออนบวก อาจเกิดเบสอ่อนหรือเกลือพื้นฐานขึ้น และค่า pH ของสารละลายจะลดลง
2. การไฮโดรไลซิสของเกลือของกรดอ่อนและเบสแก่ผ่านประจุลบอาจเกิดกรดอ่อนหรือเกลือของกรดและค่า pH ของสารละลายจะเพิ่มขึ้น
3. การไฮโดรไลซิสของเกลือของเบสอ่อนและกรดอ่อนมักจะผ่านไปอย่างสมบูรณ์จนเกิดเป็นกรดอ่อนและเบสอ่อน ค่า pH ของสารละลายแตกต่างจาก 7 เล็กน้อยและถูกกำหนดโดยความแข็งแรงสัมพัทธ์ของกรดและเบส
4. การไฮโดรไลซิสของเกลือของเบสแก่และกรดแก่จะไม่เกิดขึ้น
คำถามที่ 24 การจำแนกประเภทของออกไซด์
ออกไซด์ถูกเรียก สารที่ซับซ้อนโมเลกุลซึ่งรวมถึงอะตอมออกซิเจนในสถานะออกซิเดชัน - 2 และองค์ประกอบอื่น ๆ
ออกไซด์สามารถรับได้จากปฏิกิริยาโดยตรงของออกซิเจนกับองค์ประกอบอื่นหรือโดยอ้อม (เช่นระหว่างการสลายตัวของเกลือ เบส กรด) ภายใต้สภาวะปกติ ออกไซด์จะมีสถานะเป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ สารประกอบประเภทนี้พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ ออกไซด์พบได้ในเปลือกโลก สนิม ทราย น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์เป็นออกไซด์
ออกไซด์ที่เกิดเกลือ ตัวอย่างเช่น,
CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O
CuO + SO 3 → CuSO 4
ออกไซด์ที่เกิดเกลือ- สิ่งเหล่านี้คือออกไซด์ซึ่งส่งผลให้ ปฏิกริยาเคมีแบบฟอร์มเกลือ สิ่งเหล่านี้คือออกไซด์ของโลหะและอโลหะซึ่งเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำจะก่อให้เกิดกรดที่สอดคล้องกันและเมื่อทำปฏิกิริยากับเบสจะเกิดเกลือที่เป็นกรดและปกติที่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่น,คอปเปอร์ออกไซด์ (CuO) เป็นออกไซด์ที่ก่อตัวเป็นเกลือเพราะ ตัวอย่างเช่น เมื่อมันทำปฏิกิริยากับ กรดไฮโดรคลอริก(HCl) เกลือเกิดขึ้น:
CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O
จากปฏิกิริยาเคมีสามารถได้รับเกลืออื่น ๆ :
CuO + SO 3 → CuSO 4
ออกไซด์ที่ไม่เกิดเกลือเหล่านี้เป็นออกไซด์ที่ไม่ก่อให้เกิดเกลือ ตัวอย่าง ได้แก่ CO, N 2 O, NO
ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้าเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน เอส. อาร์เรเนียส ในปี พ.ศ. 2430
การแยกตัวด้วยไฟฟ้า- นี่คือการสลายตัวของโมเลกุลอิเล็กโทรไลต์ด้วยการก่อตัวของไอออนที่มีประจุบวก (แคตไอออน) และไอออนที่มีประจุลบ (แอนไอออน) ในสารละลาย
ตัวอย่างเช่น, กรดน้ำส้มแยกตัวออกเช่นนี้ในสารละลายที่เป็นน้ำ:
CH 3 COOH⇄H + +CH 3 COO - .
การแยกตัวหมายถึง กระบวนการย้อนกลับ. แต่อิเล็กโทรไลต์ที่แตกต่างกันจะแยกตัวต่างกัน ระดับขึ้นอยู่กับลักษณะของอิเล็กโทรไลต์ ความเข้มข้น ลักษณะของตัวทำละลาย สภาพภายนอก(อุณหภูมิ ความดัน)
ระดับการแยกตัว α -อัตราส่วนของจำนวนโมเลกุลที่สลายตัวเป็นไอออนต่อจำนวนโมเลกุลทั้งหมด:
α=วี´(x)/วี(x)
ระดับอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0 ถึง 1 (ตั้งแต่ไม่มีการแยกตัวออกไปจนถึงการทำให้เสร็จสมบูรณ์) ระบุเป็นเปอร์เซ็นต์ กำหนดโดยการทดลอง เมื่ออิเล็กโทรไลต์แยกตัว จำนวนอนุภาคในสารละลายจะเพิ่มขึ้น ระดับการแยกตัวบ่งบอกถึงความแข็งแรงของอิเล็กโทรไลต์
แยกแยะ แข็งแกร่งและ อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ.
อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่ง- สิ่งเหล่านี้คืออิเล็กโทรไลต์ที่มีระดับการแยกตัวเกิน 30%
อิเล็กโทรไลต์ความแรงปานกลาง- สิ่งเหล่านี้คือระดับของการแยกตัวออกจาก 3% ถึง 30%
อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ- ระดับการแยกตัวในสารละลายน้ำ 0.1 M น้อยกว่า 3%
ตัวอย่างของอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอและแข็งแรง
อิเล็กโทรไลต์เข้มข้นในสารละลายเจือจางจะสลายตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ เช่น α = 1 แต่การทดลองแสดงให้เห็นว่าการแยกตัวออกจากกันไม่สามารถเท่ากับ 1 ได้ แต่มีค่าโดยประมาณ แต่ไม่เท่ากับ 1 นี่ไม่ใช่การแยกตัวออกจากกันที่แท้จริง แต่เป็นการแยกตัวที่ชัดเจน
เช่น ปล่อยให้มีการเชื่อมต่อบ้าง α = 0.7 เหล่านั้น. ตามทฤษฎีอาร์เรเนียส 30% ของโมเลกุลที่ไม่แยกออกจากกันจะลอยอยู่ในสารละลาย และ 70% ก่อตัวเป็นไอออนอิสระ และทฤษฎีไฟฟ้าสถิตให้คำจำกัดความอีกประการหนึ่งสำหรับแนวคิดนี้: ถ้า α = 0.7 โมเลกุลทั้งหมดจะถูกแยกตัวออกเป็นไอออน แต่ไอออนนั้นอิสระเพียง 70% และ 30% ที่เหลือจะถูกผูกมัดด้วยปฏิกิริยาระหว่างไฟฟ้าสถิต
ระดับความแตกแยกที่ชัดเจน
ระดับการแยกตัวไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวทำละลายและตัวถูกละลายเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารละลายและอุณหภูมิด้วย
สมการการแยกตัวสามารถแสดงได้ดังนี้:
เอเค ⇄ เอ- + เค + .
และระดับความแตกแยกสามารถแสดงได้ดังนี้:
เมื่อความเข้มข้นของสารละลายเพิ่มขึ้น ระดับการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์จะลดลง เหล่านั้น. ค่าระดับของอิเล็กโทรไลต์นั้นไม่ใช่ค่าคงที่
เนื่องจากการแยกตัวเป็นกระบวนการที่ผันกลับได้ สมการอัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงสามารถเขียนได้ดังนี้
หากการแยกตัวออกจากกันนั้นสมดุล อัตราก็จะเท่ากันและผลลัพธ์ก็คือเราจะได้ ค่าคงที่สมดุล(ค่าคงที่การแยกตัว):
K ขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวทำละลายและอุณหภูมิ แต่ไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารละลาย จากสมการจะเห็นได้ชัดเจนว่า ยิ่งมีโมเลกุลที่ไม่แยกตัวมาก ค่าคงที่การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ก็จะยิ่งต่ำลง
กรดโพลีเบสิกแยกตัวออกทีละขั้นตอน และแต่ละขั้นตอนจะมีค่าคงที่การแยกตัวของตัวเอง
หากกรดโพลีบาซิกแยกตัวออกไป โปรตอนตัวแรกจะถูกกำจัดออกได้ง่ายที่สุด แต่เมื่อประจุของประจุลบเพิ่มขึ้น แรงดึงดูดจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นโปรตอนจึงยากต่อการกำจัดมากขึ้น ตัวอย่างเช่น,
ค่าคงที่การแยกตัวของกรดออร์โธฟอสฟอริกในแต่ละขั้นตอนควรแตกต่างกันอย่างมาก:
ฉัน - เวที:
II - เวที:
III - เวที:
ในระยะแรก กรดออร์โธฟอสฟอริกเป็นกรดที่มีความแรงปานกลาง และในระยะที่ 2 จะอ่อนแรง ในระยะที่ 3 จะอ่อนมาก
ตัวอย่างค่าคงที่สมดุลของสารละลายอิเล็กโทรไลต์บางชนิด
ลองดูตัวอย่าง:
หากเติมทองแดงที่เป็นโลหะลงในสารละลายที่มีไอออนเงิน ในช่วงเวลาสมดุล ความเข้มข้นของไอออนทองแดงควรมากกว่าความเข้มข้นของเงิน
แต่ค่าคงที่มีค่าต่ำ:
AgCl⇄Ag + +Cl -
ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเมื่อถึงจุดสมดุล ซิลเวอร์คลอไรด์ก็ละลายไปน้อยมาก
ความเข้มข้นของทองแดงและเงินของโลหะจะรวมอยู่ในค่าคงที่สมดุล
ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของน้ำ
ตารางด้านล่างประกอบด้วยข้อมูลต่อไปนี้:
ค่าคงที่นี้เรียกว่า ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของน้ำซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้น ตามการแยกตัวออกมา จะมีไฮดรอกไซด์ไอออนหนึ่งตัวต่อไอออน 1 H+ ใน น้ำสะอาดความเข้มข้นของไอออนเหล่านี้จะเท่ากัน: [ ชม + ] = [โอ้ - ].
จากที่นี่, [ ชม + ] = [โอ้- ] = = 10-7 โมล/ลิตร
หากคุณเติมสารแปลกปลอม เช่น กรดไฮโดรคลอริก ลงในน้ำ ความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจนจะเพิ่มขึ้น แต่ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของน้ำไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้น
และถ้าคุณเติมอัลคาไล ความเข้มข้นของไอออนจะเพิ่มขึ้น และปริมาณไฮโดรเจนจะลดลง
ความเข้มข้นและมีความสัมพันธ์กัน: ยิ่งมีค่ามาก ค่าอื่นก็จะยิ่งน้อยลง
ความเป็นกรดของสารละลาย (pH)
ความเป็นกรดของสารละลายมักแสดงโดยความเข้มข้นของไอออน เอช+ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ค่า pH<10 -7 моль/л, в нейтральных - ค่า pH= 10 -7 โมล/ลิตร เป็นด่าง - พีเอช> 10 -7 โมล/ลิตร
ความเป็นกรดของสารละลายแสดงผ่านลอการิทึมลบของความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนที่เรียกว่า ค่า pH.
พีเอช = -แอลจี[ ชม + ].
ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่และระดับการแยกตัวออกจากกัน
ลองพิจารณาตัวอย่างการแยกตัวของกรดอะซิติก:
มาหาค่าคงที่กัน:
ความเข้มข้นของฟันกราม ค=1/วีแทนที่มันลงในสมการแล้วได้:
สมการเหล่านี้ก็คือ กฎหมายการผสมพันธุ์ของ W. Ostwaldตามที่ค่าคงที่การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเจือจางของสารละลาย
มีอิเล็กโทรไลต์ดังกล่าวอยู่เกือบ 1 ตัว
อิเล็กโทรไลต์เข้มข้นประกอบด้วยเกลืออนินทรีย์หลายชนิด กรดอนินทรีย์และเบสบางชนิดในสารละลายที่เป็นน้ำ รวมถึงในตัวทำละลายที่มีความสามารถในการแยกตัวสูง (แอลกอฮอล์ เอไมด์ ฯลฯ)
มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010.
ดูว่า "อิเล็กโทรไลต์เข้มข้น" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:
อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่ง- – อิเล็กโทรไลต์ที่แยกตัวออกเกือบทั้งหมดในสารละลายที่เป็นน้ำ เคมีทั่วไป: หนังสือเรียน / A.V. Zholnin ... เงื่อนไขทางเคมี
สารที่มีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิก พวกมันถูกเรียกว่าตัวนำชนิดที่สองการผ่านของกระแสจะมาพร้อมกับการถ่ายโอนของสสาร อิเล็กโทรไลต์ได้แก่ เกลือหลอมเหลว ออกไซด์ หรือไฮดรอกไซด์ ตลอดจน (ซึ่งเกิดขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ... ... สารานุกรมถ่านหิน
อิเล็กโทรไลต์- สารของเหลวหรือของแข็งซึ่งเป็นผลมาจากการแยกตัวด้วยไฟฟ้า ไอออนจะเกิดขึ้นในความเข้มข้นที่เห็นได้ชัดเจน ทำให้เกิดการผ่านของกระแสไฟฟ้าตรง อิเล็กโทรไลต์ในสารละลาย...... พจนานุกรมสารานุกรมในสาขาโลหะวิทยา
อิเล็กโทรไลต์เป็นศัพท์ทางเคมีที่แสดงถึงสารที่ละลายหรือสารละลายนำกระแสไฟฟ้าเนื่องจากการแยกตัวออกเป็นไอออน ตัวอย่างของอิเล็กโทรไลต์ ได้แก่ กรด เกลือ และเบส อิเล็กโทรไลต์เป็นตัวนำชนิดที่สอง ... ... Wikipedia
ในความหมายกว้างๆ ระบบของเหลวหรือของแข็งซึ่งมีไอออนอยู่ในความเข้มข้นที่เห็นได้ชัดเจน ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าผ่านได้ ปัจจุบัน (การนำไฟฟ้าไอออนิก); ในความหมายแคบ ใน va ซึ่งสลายตัวเป็นไอออน เมื่อละลายอี.... ... สารานุกรมทางกายภาพ
ใน va ซึ่งมีไอออนอยู่ในความเข้มข้นที่เห็นได้ชัดเจนทำให้เกิดการผ่านของกระแสไฟฟ้า ปัจจุบัน (การนำไฟฟ้าไอออนิก) จ. เรียกอีกอย่างว่า. ตัวนำประเภทที่สอง ในความหมายที่แคบของคำว่า E. ใน va โมเลกุลที่อยู่ใน p re เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ ... ... สารานุกรมเคมี
- (จากอิเล็กโทร... และภาษากรีก ไลโตส สลายตัว ละลายได้) สารและระบบที่เป็นของเหลวหรือของแข็งซึ่งมีไอออนอยู่ในความเข้มข้นที่เห็นได้ชัดเจน ทำให้เกิดการผ่านของกระแสไฟฟ้า ในความหมายที่แคบ E...... ... สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต
คำนี้มีความหมายอื่น ดูการแยกตัวออกจากกัน การแยกตัวด้วยไฟฟ้าเป็นกระบวนการสลายอิเล็กโทรไลต์ให้เป็นไอออนเมื่อมันละลายหรือละลาย สารบัญ 1 การแยกตัวในโซลูชัน 2 ... Wikipedia
อิเล็กโทรไลต์คือสารที่ละลายหรือสารละลายนำกระแสไฟฟ้าเนื่องจากการแยกตัวออกเป็นไอออน แต่ตัวสารเองไม่นำกระแสไฟฟ้า ตัวอย่างของอิเล็กโทรไลต์ได้แก่ สารละลายของกรด เกลือ และเบส.... ... วิกิพีเดีย
การแยกตัวด้วยไฟฟ้า- ELECTROLYTIC DISSOCIATION การสลายอิเล็กโทรไลต์ในสารละลายให้เป็นไอออนที่มีประจุไฟฟ้า โคฟ. ไม่ใช่กอฟฟา แวนท์ ฮอฟฟ์ (van t noy) แสดงให้เห็นว่าความดันออสโมติกของสารละลายเท่ากับความดันที่จะเกิดจากสารละลายที่ละลายอยู่... ... สารานุกรมการแพทย์ที่ยิ่งใหญ่
หนังสือ
- ปรากฏการณ์การกลับมาของ Fermi-Pasta-Ulam และการใช้งานบางส่วน การศึกษาผลตอบแทนของ Fermi-Pasta-Ulam ในสื่อไม่เชิงเส้นต่างๆ และการพัฒนาเครื่องกำเนิดสเปกตรัม FPU สำหรับการแพทย์ โดย Andrey Berezin หนังสือเล่มนี้จะผลิตตามคำสั่งซื้อของคุณโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ตามต้องการ ผลลัพธ์หลักของงานมีดังนี้ ภายในกรอบของระบบสมการคู่ของคอร์เทเวก...
