Растворы электролитов

Электролиты – вещества, которые в воде диссоциируют на ионы.
Существует три класса электролитов:

• кислоты
• гидроксиды
• соли.

Растворы электролитов имеют две особенности по сравнению с растворами неэлектролитов:

• проводят электроток,
• подчиняются законам Рауля и Вант - Гоффа с определёнными отклонениями.

Обе особенности растворов электролитов объяснила гипотеза шведского учёного Сванте Аррениуса (1883 г).

Гипотеза Аррениуса сводилась к тому, что вещества неидеальных растворов, то - есть то, что сейчас называется растворами электролитов, в воде диссоциируют на ионы.

Поскольку неидеальные растворы проводили электроток, то их называли растворами электролитов.

 

Для растворов электролитов в математические выражения законов Рауля и Вант - Гоффа был введён поправочный коэффициент. Ввёл его Вант – Гофф и назвал его изотоническим коэффициентом.

i - поправочный коэффициент (изотонический коэффициент).

Законы Рауля для растворов электролитов:

ΔP / Р_А = i N_B,

Δt⁰_{кипения} =i К_э С_м,

Δt⁰_{замерзания} = i К_к С_м.

Закон Вант – Гоффа для растворов электролитов:

Р_{осмотическое} = i RTC_B

Раствор неэлектролита		Раствор электролита
CB = 1 моль / л		CB = 1 моль / л
С12H22O11		NaСl= Na++Cl-
Сахар в воде диссоциирует		Соль в воде диссоциирует
на молекулы		на ионы
1 моль молекул		1 моль Na+ 1 моль Cl-
		Частиц будет больше
		в 2 раза
		Al(NO3)3=Al3++3NO-3
		Al(NO3) = Al3+ + 3NO-3
		(в 4 раза больше)
		1) 1< i <2
		2) 1< i <4

Физический смысл изотонического коэффициента состоит в том, что он учитывает увеличение количества частиц в растворе электролита по сравнению с раствором неэлектролита той же концентрации.

Степень диссоциации электролитов

Все электролиты диссоциируют на ионы, но в количественном отношении диссоциируют по - разному.

Количественной характеристикой диссоциации электролитов является степень диссоциации.

Степень диссоциации: λ= n/N (доли ед.),

где

• n - количество молекул данного электролита, которые продиссоциировали на ионы;
  
• N - общее количество молекул данного электролита в растворе.

Если степень диссоциации превышает 30%, электролит относится к сильным,

если , то данный электролит является слабым.

И.А. Каблуков объяснил механизм диссоциации электролитов в воде на ионы.

Электролиты диссоциируют на ионы в воде по двум механизмам:

• Ион - дипольный механизм.
• Диполь - дипольный механизм.

  
  По ион - дипольному механизму диссоциируют на ионы те электролиты, которые имеют ионное строение. Когда электролит, имеющий ионную решетку, попадает в воду, то краевые ионы решетки начинают притягивать к себе молекулы воды и гидратируются ими. Под влиянием всевозможных видов движения гидратированные ионы отрываются от решетки и уходят в раствор. Процесс продолжается до полной диссоциации кристалла на ионы.

  Ион - дипольный механизм относится к диссоциации сильных электролитов.

  
  Диполь- дипольный механизм

  И электролит, и вода являются диполями. Два диполя притягиваются друг к другу, взаимно усиливая диполи. Оба полюса молекулы электролита оказываются гидратированными молекулами воды. Затем происходит полный разрыв молекулы электролита. В конечном итоге картина та же самая: гидратированные ионы уходят в раствор, рис.1.

   

Рис.1