Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Теперь обратимся ко второй ситуации, указанной в конце п.11.2. Будем считать, что в растворе – только слабый электролит. Найдём рН  раствора и степень диссоциации электролита.

1. Закон разведения Оствальда. а) Для чистого раствора слабого электролита, диссоциирующего по уравнению

справедливо:

 

где с₀ = [RH]₀ — общая концентрация электролита.

б) Вспоминаем выражение для константы кислотности:

 Полученное выражение связывает степень диссоциации слабого электролита с общей его концентрацией. Оно-то и называется законом разведения Оствальда. Чтобы уяснить смысл этого закона, рассмотрим различные виды слабых электролитов.

2. Слабые кислоты.

а) Для них в чистом состоянии (и при с₀ » К_а) α « 1;  поэтому в знаменателе формулы (11.25) величиной α можно пренебречь. Тогда

Получается, что повышение концентрации раствора приводит к уменьшению степени диссоциации, а разбавление (или разведение) сопровождается увеличением диссоциации. Отсюда и термин – «закон разведения».

б) До какого уровня растёт α при разбавлении раствора? Выразив α из (11.25), можно показать, что

                                               lim α = 1 .                                            (11.25,б)

                                                                        со ^{→ 0}

Таким образом, при очень сильном разбавлении (с₀ « К_а) слабый электролит диссоциирует почти полностью.

в) Теперь, используя (11.24,а) и приближённую формулу (11.26,б), найдём концентрацию водородных ионов:

 

что в логарифмической форме выглядит так:

Заметим, что последнее выражение можно получить и непосредственно из формулы (11.19, б), если подставить в неё

г) Приведем пример использования этих выражений. Для уксусной кислоты р K_a  = 4,76. Пусть ее концентрация с₀ = 0,1 М. Тогда по формуле (11.27, б) находим:

А чтобы воспользоваться формулой (11.26,б), учтем:

Отсюда

 

3. Слабые многоосновные кислоты.

 а) Такие кислоты имеют несколько стадий диссоциации протона, например:

 

Каждая стадия характеризуется своей константой диссоциации; как видно из примера, константа каждой последующей стадии на несколько порядков меньше предыдущей.

б) Это значит, что в чистом растворе можно учитывать только первую ста­дию ионизации и рассчитывать рН раствора по формуле для одноосновной кислоты путем подстановки pK_{a, 1} в качестве pK_a ..

Так, для 0,1 М раствора H₃PO₄

4. Слабые основания.

а) Здесь α (доля молекул в состоянии сопряженного осно­вания) близка к 1 (α ≈ 1); поэтому непосредственно использовать формулу закона Оствальда (11.25) неудобно.

б) В этом случае следует обратиться к уравнению вида

характеризуемому константой основности

 

и ввести степень диссоциации по этому уравнению:

в) В результате нетрудно получить формулы точно такого же вида, как для слабой кислоты:

г) Первая формула показывает, что степень оснóвной диссоциации тоже увеличивается при уменьшении с₀, т.е. при разведении раствора. Закон Оствальда справедлив и здесь.

д) Но, как мы уже знаем, слабое основание можно характеризовать также константой кислотности и кислотной степенью диссоциации, причем

е) Подставляя первые два из этих выражений в (11.34, а), а два последние — в (11.34,б), для чистого раствора слабого основания находим :

 

ж) Пример — диссоциация аммиака , pK_a = 9,25. И пусть вновь с₀ = 0,1 М. По формулам (11.36) получаем:

Таким образом, в чистом 0,1 М растворе аммиака основная доля частиц находится в состоянии сопряженного основания (NH₃). Это справедливо и для всех других слабых оснований.