Понятие об электролитах, степень диссоциации. Растворы сильных электролитов. Ионная сила раствора. Активность ионов.

Вещества, проводящие электрический ток своими ионами наз. электролитами. При растворении в воде и в ряде неводных растворителей свойства электролитов проявляют соли, кислоты и основания. Электролитами явл. Также многие расплавленные соли, оксиды и гидроксиды, а также некоторые соли и оксиды в твердом состоянии. Степенью диссоциации α электролита называется доля его молекул, подвергавшихся диссоциации, т.е. отношение числа молекул, распавшихся в данном растворе на ионы, к общему числу молекул электролита в растворе.

В случае электролита АХ, диссоциирующего на ионы А+ и А-, константа и степень диссоциации связаны соотношением (закон разбавления Оствальда К=α²C_m ∕ (1-α) здесь С – молярная концентрация электролита, моль/л.

Если степень диссоциации значительно меньше единицы, то при приближенных вычислениях можно принять что 1 – α ≈ 1. Тогда выражение закона разбавления упрощается: К=α²С_m откуда α=√К/С_m

Последнее соотношение показывает, что при разбавлении раствора (т.е. при уменьшении концентрации электролита С_m) степень диссоциации электролита возрастает.

Если в растворе электролита АХ степень его диссоциации равна α, то концентрации ионов А+ и Х- в растворе одинаковы и составляют: [ А⁺]=[Х^-] =αС_m

Электролиты, практически полностью диссоцирующие в водных растворах называются сильными электролитами. К сильным электролитам относится большинство солей, которые уже в кристаллическом состоянии построены из ионов, гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов, некоторые кислоты (HCl, HBr, HCiO₄, HNO₃, HI).

В растворах сильных электролитов концентрация ионов довольно велика, т.к. силы межионного взаимодействия заметно проявляются даже при малой концентрации электролита. В результате ионы оказываются не вполне свободными в своем движении, и все свойства электролита, зависящие от числа ионов, проявляются слабее, чем следовало ожидать при полной диссоциации электролита на невзаимодействующие между собой ионы. Поэтому для описания состояния ионов в растворе пользуются наряду с концентрацией ионов, их активностью, т.е. условной (эффективной) концентрацией ионов, в соответствии с которой они действуют в химических процессах. Активность иона α (моль/л) связана с его молекулярной концентрацией в растворе С_m соотношением α=fC_m здесь f – коэффициент активности иона (безразмерная величина)

Коэффициенты активности ионов зависят от состава и концентрации раствора, от заряда и природы иона и от других условий. Однако в разбавленных растворах (C_m<=0,5моль/л) природа иона слабо сказывается на значении его коэффициента активности. Приближенно можно считать, что в разбавленных растворах коэффициент активности иона в данном растворителе зависит только от заряда иона и ионной силы раствора f, которая равна полусумме произведений концентрации C_m каждого иона на квадорат его заряда z:

I = 0,5(C₁z²_{1 +} C₂z²_{2 +} …….+ C_nz²_n) = 0,5∑ⁿ_i=1C_iz²_i