Часть полного текста документа:Водные растворы электролитов Электролитами называются вещества, которые в расплавленном или растворенном состоянии проводят электрический ток. Теорию электролитической диссоциации разработал Сванте Аррениус. Предложенная им теория объяснила поведение и многие свойства электролитов. Согласно этой теории молекулы электролита в воде или другой среде, характеризующейся большой диэлектрической проницаемостью*, распадаются на ионы - положительные (катионы) и отрицательные (анионы). Процесс распада вещества на ионы получил название электролитической диссоциации. Для слабых электролитов она протекает обратимо и выражается следующим примерным уравнением КА ??? К++А-. К электролитам относятся вещества, в молекулах которых атомы связаны сильно полярной или ионной химической связью. По современным представлениям электролитическая диссоциация в растворе происходит в результате сложного физико-химического взаимодействия молекул электролита с полярными молекулами растворителя. Взаимодействие ионов с полярными молекулами растворителя называется сольватацией (для водных растворов - гидратацией) ионов. Сольватация приводит к образованию в растворе ассоциаций между ионами (катионами и анионами) и молекулами растворителя. Процесс растворения вещества К+А- в воде, являющегося соединением с типичной ионной связью, может быть записан следующим образом: . твердое жидкий раствор вещество растворитель Электролитическая диссоциация полярных молекул (КА) в растворе происходит вследствие ослабления связи, вызванного действием полярных молекул растворителя: КА + хН2О ??? К+(Н2О)к + А-(Н2О)а. Ассоциации К+(Н2О)к и А-(Н2О)а представляют собой гидратированные катионы и анионы. Немаловажное значение имеет величина диэлектрической проницаемости растворителя: чем больше последняя, тем больше ослабляются связи между ионами электролита. Это вытекает из формулы закона Кулона , где F - сила взаимодействия между зарядами l1 и l2, r расстояние между центрами ионов, ? - диэлектрическая проницаемость растворителя. Для воды при 20° ? = 80, то есть сила притяжения ионов в водном растворе ослабляется в 80 раз. Если в растворе дополнительно могут возникнуть еще и водородные связи между молекулами растворителя и атомом водорода растворенного вещества, то процесс диссоциации протекает еще более эффективно. С точки зрения теории электролитической диссоциации кислотой называется соединение, диссоциирующее в водном растворе с образованием гидратированных водородных ионов (гидроксоний-ионов) и кислотного остатка: , где Н3О+ - ион гидроксония. Все общие свойства кислот (кислый вкус, способность изменять окраску индикаторов и т.д.) принадлежат иону гидроксония. Основанием называется соединение, диссоциирующее в водном растворе с образованием отрицательных гидроксид-ионов ОН-: МеОН + хН2О ??? Ме+(Н2О)к + ОН- + (х-к)Н2О, где Ме+ - одновалентный катион. Все общие свойства растворимых оснований (щелочно-мыльный вкус, способность определенным образом изменять окраску индикаторов и т.д.) принадлежат гидроксид-иону. С точки зрения электролитической диссоциации соли можно рассматривать как продукт взаимодействия кислоты и основания: х(кислота) + у(основание) > соль + вода, где х и у - переменное количество эквивалентов взаимодействующих между собой кислот и оснований. В зависимости от соотношения х и у различают следующие виды солей, диссоциирующих в водных растворах по схеме: при х > у - кислые соли 2H2SO4 + Mg(OH)2 ? Mg(HSO4)2 + 2H2O; Mg(HSO4)2 ??? Mg2+ + 2HSO4- ; при х = у - средние (нормальные) соли H2SO4 + Mg(OH)2 ? MgSO4 + 2H2O; MgSO4 ??? Mg2+ + SO42-; при х < у - основные соли H2SO4 + 2Mg(OH)2 ? (MgOH)2SO4 + 2H2O; (MgOH)2SO4 ??? 2MgOH+ + SO42-; Как правило, все соли относятся к сильным электролитам. Сильные электролиты в водных растворах полностью диссоциированы на ионы. В воде, являющейся растворителем, статистически равномерно распределяются полностью гидратированные катионы и анионы сильного электролита. ............ |