§10. Сильні й слабкі електроліти. Ступінь електролітичної дисоціації

Ступінь електролітичної дисоціації

Йонні речовини дисоціюють у водному розчині повністю, а молекулярні – лише частково. Електролітична дисоціація – процес зворотний, тому в розчинах електролітів разом з йонами містяться й молекули. Для кількісної характеристики процесу дисоціації використовується величина, яка називається ступенем електролітичної дисоціації α (альфа).

Ступінь дисоціації – це відношення кількості молекул, що розпалися на йони до загальної кількості молекул електроліту до дисоціації.

Якщо кількість дисоційованих молекул позначити літерою n, а загальну кількість молекул у розчині – N, то ступінь дисоціації α (альфа) можна обчислити за формулою:

або

Величина α може змінюватися:
а) від 0 (дисоціації немає) до 1 (повна дисоціація);
б) або у відсотках від 0 (дисоціації немає) до 100 % (повна дисоціація).

Припустімо, що в результаті розчинення 10 молекул кислоти у воді три з них розпалося на йони, тоді:
α =  3/10 • 100 = 30 %.

Сильні й слабкі електроліти

Залежно від ступеня дисоціації розрізняють сильні й слабкі електроліти.

До них належать майже всі солі, луги і кислоти: H₂SO₄, HNO₃, HCl, HBr, HI, HClO₄.

До них належать деякі мінеральні кислоти (H₂S, H₂CO₃, H₂SiO₃), гідроксиди менш активних металів: Ca(ОН)₂, Ba(ОН)₂, майже всі органічні кислоти.

Силу оксигеновмісних кислот можна визначити за формулою E(OH)_mO_n. Якщо n < 2 – кислота слабка, n ≥ 2 – сильна.

Наприклад:
H₂SO₄ S(OH)₂O₂ n = 2
H₃PO₄ P(OH)₃O n = 1

Слабкі електроліти не можуть створити велику концентрацію йонів у розчині. Дисоціація багатоосновних кислот легше проходить за першою стадією, тому що йону H⁺ легше відірватися від йона із рівним йому зарядом, але протилежним за знаком:
H₃PO₄ ⇄ H⁺ + HPO₄^–.

Дво-, тризарядні негативні йони сильніше утримують H⁺, тому дисоціація по другій і третій ступенях проходить гірше:
H₃PO₄^– ⇄ H⁺ + HPO₄^2–.

Ступінь дисоціації залежить від природи розчинника і природи розчиненої речовини (пригадайте процес розчинення речовин у воді).

Ступінь дисоціації слабких електролітів залежить від їх концентрації в розчині: з розведенням розчинів ступінь дисоціації збільшується. Це пояснюється тим, що в розведених розчинах зворотній процес відбувається повільніше, внаслідок меншої ймовірності зіткнення йонів у розведених розчинах. З підвищенням температури ступінь дисоціації збільшується.

Підсумок:

• Ступінь дисоціації – це частка речовини, що припадає на її дисоційований стан у розчині.
• На ступінь дисоціації впливають такі чинники:
  1. природа розчинника;
  2. природа розчинюваної речовини;
  3. температура розчину;
  4. концентрація розчину.
• У залежності від ступеня дисоціації електроліти бувають:
  1. сильні, ступінь дисоціації яких більше 30%: солі, луги, більшість кислот (НСIO₄, НСІ, HNO₃, H₂SO₄);
  2. середні, ступінь дисоціації яких 2-30%: H₃PO₄, HF, H₂SO₃;
  3. слабкі, ступінь дисоціації яких менше 2%: NH₄OH, H₂CO₃,H₂S, H₂SiO₃.

?

1. Що таке ступінь дисоціації?
2. Від яких чинників залежить ступінь дисоціації?
3. Дайте визначення слабких і сильних електролітів.

Пов'язані публікації:

§12. Узагальнення й систематизація вивченого матеріалу §9. Дисоціація кислот, лугів і солей у водних розчинах §8. Електролітична дисоціація §10. Сильные и слабые электролиты. Степень электролитической диссоциации 2.5. Валентність і ступінь окиснення §7. Обчислення масової частки і маси розчинної речовини в розчині