Взаємозв'язок константи дисоціації і ступеня дисоціації

Тема 10. Протолітичні рівноваги і процеси. Водневий показник (рН)

Електролітами називають речовини, розплави і розчини яких містять рухливі іони і проводять електричний струм. Електролітична дисоціація - процес розпаду речовин на іони, що відбувається внаслідок електростатичного взаємодії речовини з полярними молекулами розчинника.

Для кількісної характеристики процесу електролітичноїдисоціації використовують ступінь електролітичноїдисоціації (a). Ступенем електролітичноїдисоціації називається відношення кількості електроліту, що розпався на іони, до загальної кількості розчиненого електроліту.

Значення a в розчинах може змінюватися в межах: 0

На ступінь електролітичноїдисоціації впливають такі чинники:

1. Концентрація розчину. Ступінь електролітичноїдисоціації зростає зі зменшенням концентрації розчину, так як це сприяє дисоціації електроліту.

2. Температура. Процес електролітичноїдисоціації зазвичай ендотермічний, тому ступінь дисоціації збільшується з підвищенням температури розчину.

Всі електроліти за значенням a прийнято ділити на сильні і слабкі електроліти.

Сильними електролітами (a> 0,7) є сильні кислоти, луги і більшість солей.

До слабких електролітів (a <0,1) относятся слабые кислоты и слабые основания (CH3 COOH, H2 CO3. HCN, NH4 ОН). Очень слабым электролитом является вода.

Процес дисоціації води протікає за рівнянням: Н2 Про «Н + + ОН # 8209;

Константа дисоціації води при 298 К, ​​певна методом кондуктометрії, дорівнює:

де а (Н +). а він # 8209;). а (Н2 О) - активність іонів Н +. ВІН # 8209; і води.

Ступінь дисоціації води дуже мала (дуже слабкий електроліт), тому активність водень і гідроксид-іонів у чистій воді практично рівні їх концентрацій. Так як вода присутня у великому надлишку, її концентрація може вважатися постійною і становить 55,6 моль / л (1000 р 18 г / моль = 55,6 моль). Підставляючи у вираз для константи дисоціації Кд (Н2 О) це значення, а замість активностей водень і гідроксид-іонів їх концентрації, отримують нове вираз: КW = [Н +] * [ОН # 8209; ] = 10 -14 моль 2 / л 2 при 298 К

Згідно з цим висловом, в чистій воді, або будь-якому водному розчині при постійній температурі, твір концентрацій водень і гідроксид іонів є величина постійна, звана іонним твором води.

Константа КW залежить від температури. При підвищенні температури КW збільшується, так як процес дисоціації води - ендотермічний.

Негативний десятковий логарифм концентрації водень-іонів називають водневим показником або рН середовища: рН = - lg [Н +]

Реакцію середовища можна охарактеризувати і гідроксильних показником, тобто негативним десятковим логарифмом концентрації гідроксид-іонів: рОН = - lg [ОН -]

У нейтральному середовищі [Н +] = [ОН -]

[Н +] = 10 -7 моль / л, рН = 7,0 рОН = 7,

У кислому середовищі [Н +]> [ОН -]

[Н +]> 10 -7 моль / л, рН <7,0 рОН> 7

У лужному середовищі [Н +] <[ОН - ]

[Н +] <10 -7 моль/л, рН>7,0 рОН <7,

Взаємозв'язок константи дисоціації і ступеня дисоціації.

Процес електролітичноїдисоціації слабких електролітів характеризується ступенем дисоціації (a) і константою дисоціації (Ка або Кв). а також рівноважними концентраціями неионизированного електроліту і його іонів:

Отримане рівняння називається «законом розведення Оствальда». Для розчинів слабких електролітів при a <0,01, т.е. (1 - a) » 1, приведенное выше уравнение приобретает следующий вид:

Це співвідношення показує, що ступінь дисоціації слабкого електроліту при розведенні розчину збільшується обернено пропорційно кореню квадратному з його молярної концентрації.

Рідкі біологічні середовища містять сильні електроліти (NaС1, КС1, КН2 РO4. NаНСОз), слабкі електроліти (Н2 СОз, жирні кислоти, окси- і амінокислоти, аніони солей Н2 Р04), а також високомолекулярні сполуки - білки, нуклеїнові кислоти-поліелектроліти.

Слина має властивості електролітів. рН слини в нормі дорівнює 6,9. Величина водневого показника змінюється залежно від характеру патологічного процесу в порожнині рота. Так, при інфекційних захворюваннях реакція слини кисла; при інсульті слинні залози на стороні крововиливу виділяють слину з підвищеною кількістю білка. Таким чином, дослідження складу слини можна робити з діагностичною метою.

Схожі статті