s che 15

Znajomość stopnia dysoejacji elektrolitu pozwala na obliczanie stężeń jooów powstałych w wyniku dysoejacji elektrolitu.

W przypadku elektrolitu AB dysocjującego wg schematu;

AB —* A’ + B'

stopień dysoejacji równa się;

^CAB ^CAJł

gdzie CABjest stężeniem początkowym roztworu, c_a_, c₀. są stężeniami jonów' [mol/dm³] stąd stężenia powstałych jonów są równe:

V⁼V " ^CAB'^a

W przypadku elektrolitów dysocjujących wg schematu:

AJB. ^ n A^m“ + mB“- np. FeiSa = 2Fe³" +3 S*

uwzględnić trzeba współczynniki nimi wówczas zależności służące do obliczania stężeń jorów mają postać;

^ca =^cA.b_mam

a zatem:

3-a c

Pe jij

Elektrolity słabe. Stała dysoejacji

Elektrolity słabe są to związki (np.kwasy i zasady), które w roztworze dysocjują w bardzo małym stopniu. Za elektrolity słabe uważa się zatem takie kwasy, jak: H₂SO*, H2CO3, HjS, CHjCOOH oraz takie 2asady, jak NFŁjOII, Mg(OH)>, Fe(OH)j. Stopień dysoejacji takich związków jest mały.

Stopień dysoejacji ct zależy od stężenia roztworu, więc nie jest wielkością jednoznacznie charakteryzującą moc elektrolitu. Wielkością, charakteryzującą elektrolity słabe i średnie jest stała dysoejacji.

Jeżeli w roztworze elektrolitu AB występują jony oraz cząsteczki niezdysocjowane, między któiymi ustala się stan równowagi:

AB A‘ + B

to dla takiego układu można zastosować prawo działania mas i wyprowadzić stałą równowagi tego procesu, czyli stałą dysoejacji K:

Wartość tej stałej zależy od temperatury (w danej temperaturze jest stała), nie zależy zaś od stężenia Charakteryzuje ona moc słabych kwasów i zasad. Dla różnych elektrolitów wartości stałych dysoejacji są bardzo zróżnicowane - im mniejsza jest wartość K, tym słabszy jest elektrolit (tabela 1). Często wyraża się ją w postaci logarytrou i oznacza symbolem pK

pK = - logK

Stałą dysoejacji można również wyrazić za pomocą stopnia dysoejacji. Jeżeli przea Cab oznaczyć całkowite stężenie elektrolitu AB, a przez a - jego stopień dysoejacji, to stężenia każdego z powstałych jonów (A^łi B^-) równe są:

[A^ł] = a * Cab [B‘] = Ct • Cab a stężenie cząsteczek niezdysocjowanych [AB] będzie równe;

[AB] = Cab * Cab '    = (1 - a) • Cab

Podstawiając otrzymane zależności do prawa działania mas, otrzymuje się:

_Y _ [A*]-[B~] _ a-Cab <*■ *ab ₌^-Cąb [AB]'    0-a)-c_w    (l-a)

Wyprowadzony wzór wyraża tzw. prawo rozrieńczeń Ostwalda słuszne dla roztworów elektrolitów słabych i określa zależność pomiędzy stałą dysoejacji a stopniem dysoejacji i stężeniem elektrolitu.

W przypadku elektrolitów bardzo słabych, gdy a < 0,05, można przyjąć, ze (1 - ct) = ~l i wówczas prawo rozcieńczeti Ostwalda przyjmuje postać uproszczoną:

K *=c^ c

Z tego wyrażenia;

Stała dysoejacji K jest w danej temperaturze wartością stalą i niezależną od stężenia c, wobec tego zmiana stężenia pociąga za sobą zmianę stopnia dysoejacji.

• W przypadku elektrolitów dysocjujących stopniowo można napisać stałe dysoejacji dla poszczególnych etapów. Na przykład kwas oitofosforo\vy(V) H3PO4 dysocjuje w roztworze w trzech etapach. Ponieważ w roztworach wodnych jony wodorowe występują w postaci uwodnionej jako HjO‘(j°n hydroniowy), równania dysoejacji stopniowej kwasu ortc-fosfbrowegc(V) mają postać:

1. HaPOa + HjO H^PO*' + HsO*

2.    H₂P(V + H₂0 ^ HPO4* + HjO*

3 HPO4² + H>0 ^ PO<³' + H_sO\

dla których stałe dysoejacji przedstawiają się następująco;

75