skanowanie0010

2.2. Roztwory elektrolitów

Elektrolity to substancje, które po rozpuszczeniu w wodzie lub innych rozpuszczalnikach ulegają procesowi dysocjacji jonowej, czyli rozpadowi na jony. Obecność jonów w roztworach elektrolitów powoduje, że roztwory te przewodzą prąd elektryczny i umownie s^ również nazywane elektrolitami.

Proces dysocjacji zależy od rodzaju wiązań w cząsteczce substancji rozpuszczone! oraz od rodzaju rozpuszczalnika. Elektrolity albo mają budowę jonową (np. sole), albo jony powstają w roztworze wskutek oddziaływania substancji rozpuszczonej z rozpuści czulnikiem, jak np. w przypadku cząsteczek o wiązaniach kowalencyjnych spolaryzował nych (np. HC1, H₂S).

W niepolarnych rozpuszczalnikach organicznych związki jonowe (np. sole) nie dysoi cjują na jony. Natomiast w polarnych rozpuszczalnikach organicznych (jak np. alkohole)! może zachodzić częściowa dysocjacja związków jonowych.

Woda, ze względu na polarny charakter i dipolową budowę cząsteczek, jest jednyna /. najlepszych rozpuszczalników związków o wiązaniach jonowych i wiązaniach kowalen-s cyjnych spolaryzowanych. Wodne roztwory kwasów, zasad i soli są elektrolitami.

Kwasy dysocjują w roztworach wodnych na kationy wodorowe H⁺ (protony), któreś z wodą tworzą jony oksoniowe H₃0⁺ (zwane jonami hydroniowymi), i aniony reszty] kwasowej. Zasady dysocjują na aniony hydroksylowe OH^- (wodorotlenowe) i kationl metalu, natomiast sole - na kationy metalu i aniony reszty kwasowej. Na przykład:

HC1 -»H⁺ + Cl" i H⁺ + H₂0

KOH K⁺ + OH-

NH₃ + H₂0

NH/ + OH-

4 . B

A1(N0₃)₃ -> Al³⁺ + 3 N0₃"

Kwasy wieloprotonowe i wodorotlenki wielowodorotlenowe dysocjują stopniowo. Na

przykład:

^h₃0⁺

h₂so₄ -> h⁺ + hso₄-    h⁺ + h₂o

HSO /

■4

H⁺ + H.O

H⁺+HCOr

h⁺ + h₂o

Ca(OH)₂ -> Ca(OH)⁺ + OH Ca(OH)⁺ -> Ca²⁺ + OH’

litmktijft dysocjacji jonowej prowiul/l do UBCnlenia się w roztworze elektrolitu równo-yiilO pomiędzy jonami a cząsteczkami nic/,dysocjowanymi. W przypadku elektroli-ów częściowo zdysocjowanych proces ton opisuje stała dysocjacji. Dla reakcji w postaci luólnrgo równania:

A B_k aA⁺ + bB-

a b

lldla dysocjacji ma postać:

[A*Y • [B"]^b

^AB“ [AM

,,il/ |o w nawiasach podano stężenia równowagowe reagentów w mol/dm³.

W celu uproszczenia zapisu przyjęto, że:

-¹Og^AB ⁼ P^KAB

lin przykład:

JCab=1-10-⁹=>p1Cab = 9

11 n większa wartość piC_AB, tym mniejsza jest stała dysocjacji K_AB.

W przypadku dysocjacji stopniowej, dla każdego etapu dysocjacji można podać wybrnie na stałą równowagi. Wartość stałej równowagi pierwszego etapu dysocjacji jest gltWN/.c większa od wartości stałych dla etapów kolejnych, co oznacza, że w roztworze jest ft«jwifcd jonów powstających w pierwszym etapie reakcji.

Na przykład:

H (P04 + HzO;	H,0^+ + H,PO "	mm [h,po;	] • [H3O |WS jMg . ^Q-3
		[H3POJ
h2po4- + h2o	+=> H30^+ + HP04^2-	[hpóJt; K, =
		[h2po4]
HpO 2- + H20	H.O^+ + PO *-	f WM
4 Ł		[HPo;^_pf

Sumarycznie reakcja dysocjacji H₃P0₄:

I i P0₄ + 3 H₂Ó <=> 3 H₃0⁺ + P0₄³' K=    _K .I_K

[H₃P0₄]

Sialu dysocjacji jest wielkością charakterystyczną dla danego elektrolitu, nie zależy ud początkowego stężenia elektrolitu i ma wartość stałą w danej temperaturze. Stanowi miarę mocy elektrolitu - im wyższa JC_AB, tym bardziej zdysocjowany (mocniejszy) jest elektrolit.