Лекция 6. Растворы электролитов

План

6.1 Теория электролитической диссоциации С. Аррениуса
6.2 Теории слабых и сильных

Сванте Аррениус (1859-1927)

6.1.Теория электролитической диссоциации была создана в шведским химиком С.

Основные положения теории
С. Аррениуса
1. Электролиты – это вещества, диссоциирующие в

2. В результате диссоциации раствор становится электропроводным. Его электропроводность зависит от

От степени диссоциации электролитов зависят и другие физические свойства растворов, например,

где n - число ионов, на которые распадается молекула электролита:
NaCl n

i – изотонический коэффициент, который
в бесконечно разбавленных растворах стремится к n
(i

3. Электролиты, в зависимости от степени их диссоциации, делятся на сильные

Однако это деление условно, т.к. одно и тоже вещество, в зависимости

NaCl в воде – сильный электролит,
NaCl в бензоле – слабый электролит
В

Современные воззрения на процесс электролитической диссоциации объединяют идеи Аррениуса и учение

Схема диссоциации электролита ионного строения

+

+

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

+

+

+

+

+

+

-

+

+

-

Экспериментальным путем определяются числа гидратации, т.е. число молекул воды, связанных с

Роль растворителя в процессе диссоциации описывается законом Кулона:
q1× q2
ε ×

где F – сила электростатического притяжения ионов, q1 и q2 –

ε – диэлектрическая постоянная растворителя, показывающая во сколько раз взаимодействие между

ε(H2O)~81;
ε(C2H5OH) ~ 24,
для большинства орг. растворителей
ε = 2-2,5.

В воде сила взаимодействия между ионами понижается в 80 раз, и

6.2.1 Теория слабых электролитов
К слабым электролитам относятся ковалентные соединения, частично

К ним относятся:
а) почти все органические и многие неорганические кислоты:

В их растворах устанавливается равновесие между молекулами веществ и их ионами:

Данные равновесия описываются с помощью констант равновесия, называемых константами диссоциации (Кдис).

К дис =

[Кaт]×[Aн]
____________
[KaтAн]

Частными случаями Кдис являются:
константы кислотности Ка,
константы основности Кb,
константы

Слабые электролиты подчиняются закону разбавления Оствальда, получившего Нобелевскую премию в 1909

При разбавление раствора водой степень электролитической диссоциации электролита увеличивается :
α2

Если α << 1, то
α ≈ √ Кдис/См

6.2.2 Теория сильных электролитов Дебая-Гюккеля (1923) Сильные электролиты - это соединения,

К ним относятся:
Некоторые неорганические кислоты: HCl, HClO4, HNO3, H2SO4 и др.,
Щелочи:

Из-за высокой концентрации ионов в растворе сильного электролита создается собственное электромагнитное

Пример. Рассчитайте ионную силу 0,1 М раствора азотной кислоты

HNO3 → H+

В растворе сильного электролита вокруг каждого иона создается ионная атмосфера, состоящая

Во внешнем электрическом поле ион и его атмосфера приобретают разнонаправленное движение,

Из-за уменьшения электропроводности, вызванной взаимным торможением ионов, создается впечатление, что концентрация

а = γ См
где γ – коэффициент активности иона, характеризующий отклонение

В растворах сильных электролитов ионы проявляют свои свойства не в соответствии

6.3 Растворы электролитов являются проводниками второго рода; тип проводимости ионный.
Во внешнем

Электропроводность растворов при постоянной температуре зависит от количества ионов и

Зависимость удельной электропроводности растворов от концентрации электролитов

См

Сильный электролит

Слабый электролит

В области разбавленных растворов рост концентрации электролитов приводит к увеличению

Для слабых электролитов данная зависимость обусловлена уменьшением степени диссоциации (закон Оствальда);

Органы и ткани организма электропроводны, т.к. содержат растворенные электролиты. Изменение проводимости

Удельная электропроводность биологических тканей организма (370С)

При заболеваниях почек удельная электропроводность мочи может уменьшаться до 0,9 -1,4

При диабете электропроводность мочи также уменьшается из-за повышенного содержания сахара, являющегося

Электрическая проводимость тканей лежит в основе таких физиотерапевтических методов лечения как

Для физико-химических исследований широко применяется молярная электропроводность растворов (λ):

λ =

æ
____________________
См

λ = α (U+ + U-)
При бесконечно большом разбавлении раствора α

Предельные подвижности ионов в воде при 250С, Ом‾1·м2/моль

По данным электропроводности можно определить степень диссоциации электролитов (α) и растворимость

6.4 Электролиты играют важную роль в жизнедеятельности организма. Общее содержание катионов

Общее содержание анионов в плазме ~154 ммоль/л. К важнейшим анионам относятся

Ионная сила плазмы крови составляет ~0,15 моль/л. Каждый ион выполняет свои

а) удерживают воду в виде гидратов;
б) создают осмотическое давление биологических жидкостей.

в) влияют на растворимость газов, а также белков, аминокислот и других

В разбавленных растворах наблюдается солевой эффект – увеличение растворимости веществ в

В концентрированных растворах имеет место эффект высаливания – уменьшение растворимости веществ

NaCl

KCl

Na2SO4

Ионная сила

lg S/S0

Растворимость гемоглобина в солевых растворах