Химия - Константа диссоциации - Константа диссоциации сильных электролитов

01 марта 2011


Оглавление:
1. Константа диссоциации
2. Диссоциация электролитов с многовалентными ионами
3. Отличие экспериментальных результатов от модели Аррениуса, вывод константы диссоциации через активности
4. Константа диссоциации сильных электролитов



Сильные электролиты диссоциируют практически нацело, поэтому в знаменателе выражения для константы диссоциации стоит ноль, и всё выражение стремится к бесконечности. Таким образом, для сильных электролитов термин «константа диссоциации» лишён смысла.

Примеры расчётов

Диссоциация воды

Вода представляет собой слабый электролит, диссоциирующий в соответствии с уравнением


\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{H}^{+} + \mathrm{OH}^{-}.

Константа диссоциации воды при 25 °C составляет


K_{d} = \frac{ \cdot}{} = 1,86\cdot10^{-16}.

Считая, что в большинстве растворов вода находится в молекулярном виде, и учитывая, что молярная масса воды составляет 18,0153 г/моль, а плотность при температуре 25 °C — 997,07 г/л, чистой воде соответствует концентрация = 55,346 моль/л. Поэтому предыдущее уравнение можно переписать в виде


 \cdot = 10^{-14}.

Эта величина называется ионным произведением воды. Так как для чистой воды =, можно записать


\, = = 10^{-7}.

Водородный показатель воды, таким образом, равен


\,\mathrm{pH} = -\mathrm{lg} = 7,0.

Диссоциация слабой кислоты

Найдём pH и степень диссоциации 0,01M раствора плавиковой кислоты HF. Её константа диссоциации равна


K = \frac{ \cdot}{} = 6,61\cdot10^{-4}.

Обозначим степень диссоциации через α. Тогда = = Cα, = C. Подставив эти выражения в формулу для константы диссоциации, получим


K = \frac{C^2 {\alpha}^2 }{C} = \frac{C {\alpha}^2 }{1 - {\alpha}},

Откуда следует квадратное уравнение относительно α:


\,C {\alpha}^2 + K {\alpha} - K = 0.

Решая его по стандартной формуле, получим


{\alpha} = \frac{-K + \sqrt{K^2 + 4CK}}{2C} = 0,226.

Применение приближённой формулы даёт ошибку около 15 %:


\alpha=\sqrt{\frac{K}{c}} = 0,257.

Исходя из найденного значения степени диссоциации найдём pH раствора:


\,\mathrm{pH} = -\mathrm{lg} = -\mathrm{lg} = -\mathrm{lg}\ 0.00226 = 2,65.




Просмотров: 4313


<<<