Сборник основных формул по химии для ВУЗов
Шрифт:
Если из N молекул продиссоциировало n, причем каждая молекула распалась на ионов, то
Для неэлектролитов i = 1.
Для электролитов 1 < i <= .
3.4. Коллигативные свойства растворов электролитов:
1. Электролиты
2. Диссоциация является обратимым равновесным процессом.
3. Силы взаимодействия ионов с молекулами растворителя и друг с другом малы (т. е. растворы являются идеальными).
Диссоциация электролитов в растворе происходит под действием полярных молекул растворителя; наличие ионов в растворе предопределяет его электропроводность.
По величине степени диссоциации электролиты подразделяются на три группы: сильные ( >= 0,7), средней силы (0,3 < < 0,7) и слабые ( <= 0,3).
Для некоторого электролита, распадающегося в растворе на ионы в соответствии с уравнением:
Для бинарного электролита:
Для разбавленных растворов можно считать, что (1 – ) = 1 и К 2С.
– закон разбавления Оствальда: степень диссоциации слабого электролита возрастает с разбавлением раствора.
Активность растворенного вещества – эмпирическая величина, заменяющая концентрацию, – активность (эффективная концентрация) а, связанная с концентрацией через коэффициент активности f, который является мерой отклонения свойств реального раствора от идеального:
Для бинарного электролита:
– средняя активность электролита;
– средний коэффициент активности.
Предельный закон Дебая-Хюккеля для бинарного электролита: lg f = – 0,51z 2I 1/2 , где z – заряд иона, для которого рассчитывается коэффициент активности;
I – ионная сила раствора I = 0,5(Сiri2).
4. Электропроводность растворов электролитов
Проводники I рода – металлы и их расплавы, в которых электричество переносится электронами.
Проводники II рода – растворы и расплавы электролитов с ионным типом проводимости.
Электрический ток есть упорядоченное перемещение заряженных частиц.
Всякий проводник, по которому течет ток, представляет для него определенное сопротивление R, которое, согласно закону Ома, прямо пропорционально длине проводника l и обратно пропорционально
Величина W, обратная сопротивлению, называется электропроводностью – количественной меры способности раствора электролита проводить электрический ток.
Удельная электропроводность (к) – электропроводность проводника I рода длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 м2 или электропроводность 1 м3 (1 см3) раствора электролита (проводника II рода) при расстоянии между электродами 1 м (1 см) и площади электродов 1 м2 (1 см2).
Молярная электропроводность раствора) – электропроводность раствора, содержащего 1 моль растворенного вещества и помещенного между электродами, расположенными на расстоянии 1 см друг от друга.
Молярная электропроводность как сильных, так и слабых электролитов увеличивается с уменьшением концентрации (т. е. с увеличением разведения раствора V = 1/C), достигая некоторого предельного значения 0(), называемого молярной электропроводностью при бесконечном разведении.
Для бинарного электролита с однозарядными ионами при постоянной температуре и напряженности поля 1 В • м– 1:
где F – число Фарадея; и+, и – абсолютные подвижности (м2В– 1с– 1) катиона и аниона – скорости движения данных ионов в стандартных условиях, при разности потенциалов в 1В на 1 м длины раствора.
где +, – подвижности катиона и аниона, Ом • м2 • моль– 1 (Ом • см2 • моль– 1).
Для сильных электролитов 1 и = + +
При бесконечном разбавлении раствора (V -> , + -> +, -> , -> 1) как для сильного, так и для слабого электролитов = + – – закон Кольрауша: молярная электропроводность при бесконечном разведении равна сумме электролитических подвижностей +, катиона и аниона данного электролита.