Электропроводимость.
Степень и константа диссоциации связаны законом разбавления Оствальда.
с – молярная концентрация, a - степень диссоциации электролита:
АВ « А+ + В- Кдис = [А+][В-]/[АВ]
ca = cА = сВ сАВ= с - ca = с(1 - a), Кдис = с2a2/ с( 1 - a) = сa2/(1 - a), если a<1,
Кдис = a2с a = Кдис/с, 1/с = V (разбавление). a = КдисV – степень диссоциации возрастает с разбавлением раствора.
Изотонический коэффициент – отношение общего числа частиц в растворе к числу молекул растворенного вещества, соответствующего аналитической концентрации: i = åni/N. Изотонический коэффициент зависит от степени диссоциации. Установим эту связь.
Общее число частиц в растворе складывается из числа ионов, на которое распадается каждая молекула n с учетом числа этих диссоциирующих молекул плюс число молекул, которое недиссоциирует: åni = nNдис + Nнед, если a = 1. Для диссоциации: Н2S « 2H+ + S2- n = 3. С учетом степени диссоциации, которая не равна 1.
Nдис = aNn, Nнед = N - aN = N(1 - a), åni = aNn + N(1 - a) = N(an + 1 - a)
i = an + 1 - a = a(n – 1) + 1, i – 1 = a(n – 1). Тогда a = i – 1/ n – 1.
Удельная электропроводимость – величина, обратная удельному сопротивлению:
Молярная электропроводимость l характеризует проводимость слоя раствора, находящегося между двумя параллельными пластинами, расположенными на расстоянии 1 м и такой площади, чтобы между ними находился 1 моль вещества: l = /см[См м2/моль].
Молярная электропроводимость зависит от концентрации раствора, а также от числа проводящих ионов и их подвижности. Молярная электропроводимость возрастает, стремясь при бесконечном разбавлении к некоторому значению lо(см рис). Согласно теории Аррениуса, степень диссоциации связана с молярной электропроводимостью следующим соотношением: a = lс/lо.
Руководствуясь справочными данными количественных характеристик процесса диссоциации, можно разделить все распространенные кислоты, соли, основания, амфотерные гидроксиды на сильные и слабые:
Сильные (a>30%) Слабые (a<10%) соли, кислоты: серная, азотная, хло-, бро- фтороводородная, сероводородная, иодоводородная, хлорная, НМnО4, щелочи. сернистая, уксусная борная,
кремниевые, фосфорные и
фосфористые кислоты, гидроксиды
магния и аммония, все основания,
кроме щелочей, амфотерные
гидроксиды, Н2О