Silpni elektrolitai- medžiagos, kurios dalinai disocijuoja į jonus. Silpnų elektrolitų tirpaluose kartu su jonais yra nedisocijuotų molekulių. Silpni elektrolitai negali pagaminti didelės jonų koncentracijos tirpale. Silpni elektrolitai apima:

1) beveik visos organinės rūgštys (CH 3 COOH, C 2 H 5 COOH ir kt.);

2) kai kurios neorganinės rūgštys (H 2 CO 3, H 2 S ir kt.);

3) beveik visos druskos, bazės ir amonio hidroksidas Ca 3 (PO 4) 2, kurios mažai tirpsta vandenyje; Cu(OH)2; Al(OH)3; NH4OH;

Jie prastai (arba beveik visai) praleidžia elektrą.

Jonų koncentracijos silpnų elektrolitų tirpaluose kokybiškai apibūdinamos laipsniu ir disociacijos konstanta.

Disociacijos laipsnis išreiškiamas vieneto dalimis arba procentais (a = 0,3 yra sutartinė skirstymo į stiprius ir silpnus elektrolitus riba).

Disociacijos laipsnis priklauso nuo silpno elektrolito tirpalo koncentracijos. Skiedžiant vandeniu, disociacijos laipsnis visada didėja, nes didėja tirpiklio molekulių (H 2 O) skaičius tirpios medžiagos molekulėje. Pagal Le Chatelier principą elektrolitinės disociacijos pusiausvyra šiuo atveju turėtų pasislinkti produktų susidarymo kryptimi, t.y. hidratuoti jonai.

Elektrolitinės disociacijos laipsnis priklauso nuo tirpalo temperatūros. Paprastai, kylant temperatūrai, disociacijos laipsnis didėja, nes suaktyvėja ryšiai molekulėse, jos tampa judresnės ir lengviau jonizuojasi. Jonų koncentraciją silpname elektrolito tirpale galima apskaičiuoti žinant disociacijos laipsnį a ir pradinė medžiagos koncentracija c tirpale.

HAn = H + + An - .

Šios reakcijos pusiausvyros konstanta K p yra disociacijos konstanta K d:

K d = . / . (10.11)

Jei pusiausvyros koncentracijas išreiškiame silpnojo elektrolito C koncentracija ir jo disociacijos laipsniu α, gauname:

K d = C. α. S. α/S. (1-α) = C. α 2 /1-α. (10.12)

Šis ryšys vadinamas Ostvaldo praskiedimo dėsnis. Labai silpniems elektrolitams esant α<<1 это уравнение упрощается:

K d = C. α 2. (10.13)

Tai leidžia daryti išvadą, kad esant begaliniam praskiedimui, disociacijos laipsnis α linkęs į vienybę.

Protolitinė pusiausvyra vandenyje:

,

,

Esant pastoviai temperatūrai praskiestuose tirpaluose, vandens koncentracija vandenyje yra pastovi ir lygi 55,5, ( )

, (10.15)

kur K in yra joninis vandens produktas.

Tada =10 -7. Praktikoje dėl matavimo ir registravimo patogumo naudojama reikšmė yra vandenilio indeksas, rūgšties arba bazės stiprumo kriterijus. Pagal analogiją .

Iš lygties (11.15): . Esant pH=7 – tirpalo reakcija neutrali, esant pH<7 – кислая, а при pH>7 – šarminis.

Normaliomis sąlygomis (0°C):

, Tada

10.4 pav. – įvairių medžiagų ir sistemų pH

10.7 Stiprūs elektrolitų tirpalai

Stiprūs elektrolitai – tai medžiagos, kurios ištirpusios vandenyje beveik visiškai suyra į jonus. Paprastai stiprūs elektrolitai apima medžiagas su joninėmis arba labai polinėmis jungtimis: visos gerai tirpios druskos, stiprios rūgštys (HCl, HBr, HI, HClO 4, H 2 SO 4, HNO 3) ir stiprios bazės (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ba(OH) 2, Sr(OH) 2, Ca(OH) 2).

Stipriame elektrolito tirpale ištirpusi medžiaga pirmiausia randama jonų (katijonų ir anijonų) pavidalu; nedisocijuotų molekulių praktiškai nėra.

Esminis skirtumas tarp stiprių ir silpnų elektrolitų yra tas, kad stiprių elektrolitų disociacijos pusiausvyra visiškai pasislenka į dešinę:

H 2 SO 4 = H + + HSO 4 - ,

ir todėl pusiausvyros (disociacijos) konstanta pasirodo esanti neapibrėžtas dydis. Elektros laidumo sumažėjimas didėjant stipraus elektrolito koncentracijai atsiranda dėl elektrostatinės jonų sąveikos.

Olandų mokslininkas Petrusas Josephusas Wilhelmusas Debye ir vokiečių mokslininkas Erichas Hückelis, pasiūlę modelį, sudarantį stipriųjų elektrolitų teorijos pagrindą, postulavo:

1) elektrolitas visiškai disocijuoja, bet santykinai atskiestuose tirpaluose (C M = 0,01 mol. l -1);

2) kiekvieną joną supa priešingo ženklo jonų apvalkalas. Savo ruožtu kiekvienas iš šių jonų yra solvatuotas. Ši aplinka vadinama jonine atmosfera. Vykstant elektrolitinei priešingų ženklų jonų sąveikai, būtina atsižvelgti į joninės atmosferos įtaką. Kai katijonas juda elektrostatiniame lauke, joninė atmosfera deformuojasi; prieš jį sustorėja, o už jo plonėja. Tokia joninės atmosferos asimetrija labiau slopina katijono judėjimą, tuo didesnė elektrolitų koncentracija ir didesnis jonų krūvis. Šiose sistemose koncentracijos sąvoka tampa dviprasmiška ir turi būti pakeista veikla. Dvejetainio vieno krūvio elektrolito KatAn = Kat + + An - katijono (a +) ir anijono (a -) aktyvumas yra atitinkamai lygus.

a + = γ + . C + , a - = γ - . C - , (10.16)

kur C + ir C - yra atitinkamai katijono ir anijono analitinės koncentracijos;

γ + ir γ - yra jų aktyvumo koeficientai.

(10.17)

Neįmanoma nustatyti kiekvieno jono aktyvumo atskirai, todėl vieno įkrovimo elektrolitams naudojamos geometrinės vidutinės aktyvumo vertės.

ir aktyvumo koeficientai:

Debye-Hückel aktyvumo koeficientas priklauso bent jau nuo temperatūros, tirpiklio dielektrinės konstantos (ε) ir jonų stiprumo (I); pastarasis naudojamas kaip tirpalo jonų sukuriamo elektrinio lauko intensyvumo matas.

Tam tikro elektrolito jonų stiprumas išreiškiamas Debye-Hückel lygtimi:

Jonų stiprumas savo ruožtu yra lygus

čia C yra analitinė koncentracija;

z yra katijono arba anijono krūvis.

Vieno krūvio elektrolito jonų stipris sutampa su koncentracija. Taigi tos pačios koncentracijos NaCl ir Na 2 SO 4 turės skirtingą jonų stiprumą. Stiprių elektrolitų tirpalų savybes galima palyginti tik tada, kai jonų stiprumas yra vienodas; net mažos priemaišos smarkiai pakeičia elektrolito savybes.

10.5 pav. – Priklausomybė

Elektrolitų disociacija kiekybiškai apibūdinama disociacijos laipsniu. Disociacijos laipsnis a–tai molekulių, disocijuotų į jonus N diss, skaičiaus santykis.,bendram ištirpusio elektrolito N molekulių skaičiui :

a =

a– į jonus suskaidytų elektrolitų molekulių dalis.

Elektrolitų disociacijos laipsnis priklauso nuo daugelio veiksnių: elektrolito pobūdžio, tirpiklio pobūdžio, tirpalo koncentracijos ir temperatūros.

Remiantis jų gebėjimu disociuoti, elektrolitai paprastai skirstomi į stipriuosius ir silpnuosius. Paprastai vadinami elektrolitai, kurie tirpale egzistuoja tik jonų pavidalu stiprus . Elektrolitai, kurie ištirpę iš dalies yra molekulių, o iš dalies jonų pavidalo, vadinami silpnas .

Stipriems elektrolitams priskiriamos beveik visos druskos, kai kurios rūgštys: H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HI, HClO 4, šarminių ir šarminių žemių metalų hidroksidai (žr. priedą, 6 lentelę).

Stiprių elektrolitų disociacijos procesas tęsiasi:

HNO 3 = H + + NO 3 - , NaOH = Na + + OH - ,

o lygybės ženklai dedami į disociacijos lygtis.

Kalbant apie stiprius elektrolitus, „disociacijos laipsnio“ sąvoka yra sąlyginė. “ Akivaizdus disociacijos laipsnis (a kiekvienas) žemiau tikrosios (žr. priedą, 6 lentelę). Didėjant stipraus elektrolito koncentracijai tirpale, didėja priešingai įkrautų jonų sąveika. Būdami pakankamai arti vienas kito, jie sudaro bendrininkus. Juose esančius jonus skiria polinių vandens molekulių sluoksniai, juosiantys kiekvieną joną. Tai turi įtakos tirpalo elektrinio laidumo sumažėjimui, t.y. sukuriamas nepilnos disociacijos efektas.

Kad būtų atsižvelgta į šį efektą, buvo įvestas aktyvumo koeficientas g, kuris didėja didėjant tirpalo koncentracijai, kintantis nuo 0 iki 1. Stiprių elektrolitų tirpalų savybėms kiekybiškai apibūdinti naudojamas dydis, vadinamas veikla (a).

Jono aktyvumas suprantamas kaip jo efektyvi koncentracija, pagal kurią jis veikia cheminėse reakcijose.

Jonų aktyvumas ( a) yra lygi jo molinei koncentracijai ( SU), padaugintas iš aktyvumo koeficiento (g):

A = g SU.

Veiklos naudojimas vietoj susikaupimo leidžia sprendimams taikyti idealiems sprendimams nustatytus dėsnius.

Silpni elektrolitai apima kai kurias mineralines rūgštis (HNO 2, H 2 SO 3, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, H 3 PO 4) ir daugumą organinių rūgščių (CH 3 COOH, H 2 C 2 O 4 ir kt.) , amonio hidroksidas NH 4 OH ir visos bazės, kurios mažai tirpsta vandenyje, organiniai aminai.

Silpnų elektrolitų disociacija yra grįžtama. Silpnų elektrolitų tirpaluose susidaro pusiausvyra tarp jonų ir nedisocijuotų molekulių. Atitinkamose disociacijos lygtyse dedamas grįžtamumo ženklas („“). Pavyzdžiui, silpnos acto rūgšties disociacijos lygtis parašyta taip:

CH 3 COOH « CH 3 COO - + H + .

Silpno dvejetainio elektrolito tirpale ( CA) nustatoma tokia pusiausvyra, kuriai būdinga pusiausvyros konstanta, vadinama disociacijos konstanta KAM d:

KA « K + + A - ,

.

Jei ištirpsta 1 litras tirpalo SU molių elektrolito CA o disociacijos laipsnis yra a, o tai reiškia – disocijuotas aС molių elektrolito ir susidarė kiekvienas jonas aС apgamai. Nedisocijuotoje būsenoje lieka ( SU – aС) apgamai CA.

KA « K + + A - .

C – aС aС aС

Tada disociacijos konstanta bus lygi:

(6.1)

Kadangi disociacijos konstanta nepriklauso nuo koncentracijos, išvestinis ryšys išreiškia silpno dvejetainio elektrolito disociacijos laipsnio priklausomybę nuo jo koncentracijos. Iš (6.1) lygties aišku, kad sumažėjus silpno elektrolito koncentracijai tirpale, padidėja jo disociacijos laipsnis. (6.1) lygtis išreiškia Ostvaldo praskiedimo dėsnis .

Labai silpniems elektrolitams (at a<<1), уравнение Оствальда можно записать следующим образом:

KAM d 2 C, arba a"(6.2)

Kiekvieno elektrolito disociacijos konstanta yra pastovi tam tikroje temperatūroje, ji nepriklauso nuo tirpalo koncentracijos ir apibūdina elektrolito gebėjimą suirti į jonus. Kuo didesnis Kd, tuo labiau elektrolitas disocijuoja į jonus. Silpnų elektrolitų disociacijos konstantos pateiktos lentelėje (žr. priedą, 3 lentelę).

Instrukcijos

Šios teorijos esmė ta, kad ištirpę (ištirpę vandenyje) beveik visi elektrolitai suskaidomi į jonus, kurie yra tiek teigiamo, tiek neigiamo krūvio (tai vadinama elektrolitine disociacija). Veikiant elektros srovei, neigiami ("-") juda link anodo (+), o teigiamai įkrauti (katijonai, "+") link katodo (-). Elektrolitinė disociacija yra grįžtamasis procesas (atvirkštinis procesas vadinamas „moliarizacija“).

(a) elektrolitinės disociacijos laipsnis priklauso nuo paties elektrolito, tirpiklio ir jų koncentracijos. Tai yra molekulių, suskaidytų į jonus, skaičiaus (n) ir bendro į tirpalą įvestų molekulių skaičiaus (N) santykis. Jūs gaunate: a = n / N

Taigi stiprūs elektrolitai yra medžiagos, kurios ištirpusios vandenyje visiškai suyra į jonus. Stiprūs elektrolitai dažniausiai yra medžiagos, turinčios labai polinį ar ryšį: tai labai tirpios druskos (HCl, HI, HBr, HClO4, HNO3, H2SO4), taip pat stiprios bazės (KOH, NaOH, RbOH, Ba(OH)2, CsOH, Sr(OH)2, LiOH, Ca(OH)2). Stipriame elektrolite jame ištirpusi medžiaga daugiausia yra jonų pavidalu ( ); Nesusijusių molekulių praktiškai nėra.

Silpni elektrolitai yra medžiagos, kurios tik iš dalies disocijuoja į jonus. Silpnuose elektrolituose kartu su jonais tirpale yra nedisocijuotų molekulių. Silpni elektrolitai nesukuria stiprios jonų koncentracijos tirpale.

Tarp silpnųjų yra:
- organinės rūgštys (beveik visos) (C2H5COOH, CH3COOH ir kt.);
- kai kurios rūgštys (H2S, H2CO3 ir kt.);
- beveik visos vandenyje mažai tirpios druskos, amonio hidroksidas, taip pat visos bazės (Ca3(PO4)2; Cu(OH)2; Al(OH)3; NH4OH);
- vanduo.

Jie praktiškai nepraleidžia elektros srovės arba laido, bet prastai.

Atkreipkite dėmesį

Nors grynas vanduo labai prastai praleidžia elektrą, jo elektrinis laidumas yra išmatuojamas dėl to, kad vanduo šiek tiek disocijuoja į hidroksido ir vandenilio jonus.

Naudingi patarimai

Dauguma elektrolitų yra agresyvios medžiagos, todėl dirbdami su jais būkite itin atidūs ir laikykitės saugos taisyklių.

Stipri bazė yra neorganinis cheminis junginys, sudarytas iš hidroksilo grupės -OH ir šarminio (periodinės lentelės I grupės elementai: Li, K, Na, RB, Cs) arba šarminio žemės metalo (II grupės elementai Ba, Ca). ). Parašyta formulėmis LiOH, KOH, NaOH, RbOH, CsOH, Ca(OH) ₂, Ba(OH) ₂.

Jums reikės

• garinimo puodelis
• degiklis
• rodikliai
• metalinis strypas
• N3PO4

Instrukcijos

Pasireiškia rimtos priežastys, būdingos visiems. Jo buvimas tirpale nustatomas pagal indikatoriaus spalvos pasikeitimą. Į mėginį su tiriamuoju tirpalu įpilkite fenolftaleino arba nepadėkite lakmuso popieriaus. Metilo apelsinas suteikia geltoną spalvą, fenolftaleinas – purpurinę spalvą, o lakmuso popierius pasidaro mėlynas. Kuo stipresnis pagrindas, tuo intensyvesnė indikatoriaus spalva.

Jei reikia išsiaiškinti, kurie šarmai jums pateikiami, atlikite kokybinę tirpalų analizę. Labiausiai paplitusios stiprios bazės yra ličio, kalio, natrio, bario ir kalcio. Bazės reaguoja su rūgštimis (neutralizacijos reakcijos), sudarydamos druską ir vandenį. Šiuo atveju galima išskirti Ca(OH)2, Ba(OH)2 ir LiOH. Sujungus su rūgštimi, susidaro netirpūs junginiai. Likę hidroksidai nesudarys kritulių, nes Visos K ir Na druskos yra tirpios.
3 Ca(OH)₂ + 2 H3PO4 --→ Ca3(PO4)₂↓+ 6 H2O

3 Ba(OH)₂ +2 Н3PO4 --→ Ba3(PO4)₂↓+ 6 H₂О

3 LiOH + H3PO4 --→ Li3PO₄↓ + 3 H2O
Nukoškite juos ir išdžiovinkite. Supilkite džiovintas nuosėdas į degiklio liepsną. Keičiant liepsnos spalvą galima kokybiškai nustatyti ličio, kalcio ir bario jonus. Atitinkamai jūs nustatysite, kuris hidroksidas yra kuris. Ličio druskos nuspalvina degiklio liepsną karmino raudonumu. Bario druskos yra žalios, o kalcio druskos yra tamsiai raudonos spalvos.

Likę šarmai sudaro tirpius ortofosfatus.

3 NaOH + H3PO4--→ Na3PO4 + 3 H2O

3 KOH + H3PO4--→ K3PO4 + 3 H2O

Vandenį būtina išgarinti iki sausų likučių. Išgarintas druskas po vieną sudėkite ant metalinio strypo į degiklio liepsną. Ten natrio druska - liepsna taps ryškiai geltona, o kalio - rausvai violetinė. Taigi, turėdami minimalų įrangos ir reagentų rinkinį, nustatėte visas jums pateiktas rimtas priežastis.

Elektrolitas yra medžiaga, kuri kietoje būsenoje yra dielektrikas, tai yra, ji nepraleidžia elektros srovės, bet ištirpusi arba išlydyta tampa laidininku. Kodėl taip smarkiai pasikeičia savybės? Faktas yra tas, kad elektrolitų molekulės tirpaluose arba lydaluose disocijuoja į teigiamai įkrautus ir neigiamai įkrautus jonus, dėl kurių šios medžiagos tokioje agreguotoje būsenoje gali praleisti elektros srovę. Dauguma druskų, rūgščių ir bazių turi elektrolitinių savybių.

Instrukcijos

Kokios medžiagos laikomos stipriomis? Tokios medžiagos, kurių tirpaluose ar lydaluose veikia beveik 100 % molekulių, nepriklausomai nuo tirpalo koncentracijos. Į sąrašą įtraukta absoliuti dauguma tirpių šarmų, druskų ir kai kurių rūgščių, tokių kaip druskos, bromidas, jodidas, azoto ir kt.

Kaip tirpaluose ar lydaluose elgiasi silpnieji? elektrolitų? Pirma, jie disocijuoja labai mažai (ne daugiau kaip 3% viso molekulių skaičiaus), antra, jų disociacija blogėja ir lėtėja, kuo didesnė tirpalo koncentracija. Tokie elektrolitai apima, pavyzdžiui, (amonio hidroksidą), daugumą organinių ir neorganinių rūgščių (įskaitant vandenilio fluorido rūgštį - HF) ir, žinoma, mums visiems pažįstamą vandenį. Kadangi tik nedidelė jo molekulių dalis skyla į vandenilio jonus ir hidroksilo jonus.

Atminkite, kad disociacijos laipsnis ir atitinkamai elektrolito stiprumas priklauso nuo veiksnių: paties elektrolito pobūdžio, tirpiklio ir temperatūros. Todėl šis skirstymas tam tikru mastu yra savavališkas. Juk ta pati medžiaga skirtingomis sąlygomis gali būti ir stiprus, ir silpnas elektrolitas. Norint įvertinti elektrolito stiprumą, buvo įvesta speciali reikšmė - disociacijos konstanta, nustatyta remiantis masės veikimo dėsniu. Bet jis taikomas tik silpniems elektrolitams; stiprus elektrolitų nepaklūsta masinių veiksmų dėsniui.

Šaltiniai:

• stiprių elektrolitų sąrašas

Druskos- tai cheminės medžiagos, susidedančios iš katijono, tai yra teigiamai įkrauto jono, metalo ir neigiamai įkrauto anijono - rūgšties liekanos. Druskų yra daug rūšių: normalių, rūgščių, bazinių, dvigubų, mišrių, hidratuotų, kompleksinių. Tai priklauso nuo katijonų ir anijonų sudėties. Kaip galite nustatyti bazę druskos?

1. ELEKTROLITAI

1.1. Elektrolitinė disociacija. Disociacijos laipsnis. Elektrolitų galia

Pagal elektrolitinės disociacijos teoriją druskos, rūgštys, hidroksidai, ištirpę vandenyje, visiškai arba iš dalies suyra į nepriklausomas daleles – jonus.

Medžiagos molekulių skilimo į jonus procesas, veikiant polinių tirpiklių molekulėms, vadinamas elektrolitine disociacija. Medžiagos, kurios tirpaluose disocijuoja į jonus, vadinamos elektrolitų. Dėl to sprendimas įgyja galimybę pravesti elektros srovę, nes joje atsiranda judrūs elektros krūvininkai. Pagal šią teoriją, ištirpę vandenyje, elektrolitai skyla (disociuoja) į teigiamo ir neigiamo krūvio jonus. Teigiamai įkrauti jonai vadinami katijonai; tai, pavyzdžiui, vandenilio ir metalo jonai. Neigiamai įkrauti jonai vadinami anijonai; Tai apima rūgščių likučių jonus ir hidroksido jonus.

Norint kiekybiškai apibūdinti disociacijos procesą, buvo įvesta disociacijos laipsnio sąvoka. Elektrolito disociacijos laipsnis (α) yra jo molekulių, suirusių į jonus tam tikrame tirpale, skaičiaus santykis ( n ), į bendrą jo molekulių skaičių tirpale ( N), arba

α = .

Elektrolitinės disociacijos laipsnis paprastai išreiškiamas arba vieneto dalimis, arba procentais.

Elektrolitai, kurių disociacijos laipsnis didesnis nei 0,3 (30%), dažniausiai vadinami stipriaisiais, kurių disociacijos laipsnis nuo 0,03 (3%) iki 0,3 (30%) – vidutinis, mažesnis nei 0,03 (3%) – silpnais elektrolitais. Taigi, 0,1 M tirpalui CH3COOH α = 0,013 (arba 1,3 %). Todėl acto rūgštis yra silpnas elektrolitas. Disociacijos laipsnis parodo, kokia dalis ištirpusių medžiagos molekulių suskilo į jonus. Elektrolito elektrolitinės disociacijos laipsnis vandeniniuose tirpaluose priklauso nuo elektrolito pobūdžio, jo koncentracijos ir temperatūros.

Pagal savo pobūdį elektrolitai gali būti suskirstyti į dvi dideles grupes: stiprus ir silpnas. Stiprūs elektrolitai disocijuoti beveik visiškai (α = 1).

Stiprūs elektrolitai apima:

1) rūgštys (H 2 SO 4, HCl, HNO 3, HBr, HI, HClO 4, H M nO 4);

2) bazės – pagrindinio pogrupio pirmosios grupės metalų hidroksidai (šarmai) – LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH , taip pat šarminių žemių metalų hidroksidai – Ba (OH) 2, Ca (OH) 2, Sr (OH) 2;.

3) vandenyje tirpios druskos (žr. tirpumo lentelę).

Silpni elektrolitai labai nedideliu mastu disocijuoja į jonus; Silpniems elektrolitams susidaro pusiausvyra tarp nedisocijuotų molekulių ir jonų.

Silpni elektrolitai apima:

1) neorganinės rūgštys ( H 2 CO 3, H 2 S, HNO 2, H 2 SO 3, HCN, H 3 PO 4, H 2 SiO 3, HCNS, HClO ir kt.);

2) vanduo (H2O);

3) amonio hidroksidas ( NH4OH);

4) dauguma organinių rūgščių

(pavyzdžiui, acto CH 3 COOH, skruzdžių HCOOH);

5) kai kurių metalų netirpios ir mažai tirpios druskos ir hidroksidai (žr. tirpumo lentelę).

Procesas elektrolitinė disociacija vaizduojamas naudojant chemines lygtis. Pavyzdžiui, druskos rūgšties disociacija (HC l ) parašyta taip:

HCl → H + + Cl – .

Bazės disocijuoja ir susidaro metalų katijonai ir hidroksido jonai. Pavyzdžiui, KOH disociacija

KOH → K + + OH – .

Polibazinės rūgštys, taip pat daugiavalenčių metalų bazės, disocijuoja laipsniškai. Pavyzdžiui,

H 2 CO 3 H + + HCO 3 – ,

HCO 3 – H + + CO 3 2– .

Pirmoji pusiausvyra – disociacija pagal pirmąjį žingsnį – apibūdinama konstanta

.

Dėl antrojo etapo disociacijos:

.

Anglies rūgšties atveju disociacijos konstantos turi šias reikšmes: K I = 4,3× 10–7, K II = 5,6 × 10–11. Dėl laipsniško atsiribojimo visada K aš > K II > K III >... , nes energija, kurią reikia sunaudoti norint atskirti joną, yra minimali, kai jis yra atskirtas nuo neutralios molekulės.

Vidutinės (įprastos) druskos, tirpios vandenyje, disocijuoja, sudarydamos teigiamai įkrautus metalo jonus ir neigiamai įkrautus rūgšties liekanos jonus

Ca(NO 3) 2 → Ca 2+ + 2NO 3 –

Al 2 (SO 4) 3 → 2Al 3+ +3SO 4 2–.

Rūgščių druskos (hidrodruskos) yra elektrolitai, kurių anijone yra vandenilio, kuris gali būti atskirtas vandenilio jono H + pavidalu. Rūgščių druskos laikomos produktu, gautu iš daugiabazių rūgščių, kuriose ne visi vandenilio atomai pakeisti metalu. Rūgščių druskų disociacija vyksta etapais, pavyzdžiui:

KHCO 3 → K + + HCO 3 – (pirmas etapas)

Yra stiprūs ir silpni elektrolitai. Stiprūs elektrolitai tirpaluose beveik visiškai disocijuoja. Šiai elektrolitų grupei priklauso dauguma druskų, šarmų ir stiprių rūgščių. Silpni elektrolitai yra silpnos rūgštys ir silpnos bazės bei kai kurios druskos: gyvsidabrio (II) chloridas, gyvsidabrio (II) cianidas, geležies (III) tiocianatas, kadmio jodidas. Didelės koncentracijos stiprių elektrolitų tirpalai turi didelį elektrinį laidumą, o skiedžiant tirpalus jis šiek tiek padidėja.

Didelės koncentracijos silpnų elektrolitų tirpalai pasižymi nežymiu elektros laidumu, kuris labai padidėja tirpalus skiedžiant.

Kai medžiaga ištirpinama bet kuriame tirpiklyje, susidaro paprasti (nesolitivę) jonai, neutralios ištirpusios medžiagos molekulės, solvatuoti (vandeniniuose tirpaluose hidratuoti) jonai (pavyzdžiui, ir pan.), jonų poros (arba jonų dvyniai), kurios yra elektrostatiškai susietos. priešingai įkrautų jonų grupės (pvz., ), kurių susidarymas stebimas didžiojoje daugumoje nevandeninių elektrolitų tirpalų, kompleksinių jonų (pvz., ), solvatuotų molekulių ir kt.

Vandeniniuose stiprių elektrolitų tirpaluose yra tik paprasti arba solvatuoti katijonai ir anijonai. Jų tirpaluose nėra tirpių molekulių. Todėl neteisinga manyti, kad tarp arba ir vandeniniame natrio chlorido tirpale yra molekulių arba ilgalaikių ryšių.

Vandeniniuose silpnų elektrolitų tirpaluose ištirpusi medžiaga gali egzistuoti paprastų ir solvatuotų (hidratuotų) jonų ir nedisocijuotų molekulių pavidalu.

Nevandeniniuose tirpaluose kai kurie stiprūs elektrolitai (pavyzdžiui, ) nėra visiškai disocijuoti net esant vidutiniškai didelėms koncentracijoms. Daugumoje organinių tirpiklių stebimas priešingai įkrautų jonų jonų porų susidarymas (plačiau žr. 2 knygelę).

Kai kuriais atvejais neįmanoma nubrėžti ryškios linijos tarp stiprių ir silpnų elektrolitų.

Tarpinės jėgos. Veikiant tarpjoninėms jėgoms, aplink kiekvieną laisvai judantį joną, simetriškai išsidėstę kiti jonai, įkrauti priešingu ženklu, suformuoja vadinamąją joninę atmosferą, arba jonų debesį, sulėtinantį jono judėjimą tirpale.

Pavyzdžiui, tirpale chloro jonai grupuojami aplink judančius kalio jonus, o šalia judančių chloro jonų sukuriama kalio jonų atmosfera.

Jonai, kurių judrumą susilpnina tarpjoninės išplėtimo jėgos, turi sumažėjusį cheminį aktyvumą tirpaluose. Tai sukelia stiprių elektrolitų elgesio nukrypimus nuo klasikinės masės veikimo dėsnio formos.

Tam tikrame elektrolito tirpale esantys pašaliniai jonai taip pat stipriai veikia jo jonų judrumą. Kuo didesnė koncentracija, tuo reikšmingesnė tarpjoninė sąveika ir tuo stipriau svetimieji jonai veikia jonų judrumą.

Silpnose rūgštyse ir bazėse vandenilio arba hidroksilo jungtis jų molekulėse iš esmės yra kovalentinė, o ne joninė; Todėl, kai silpni elektrolitai ištirpinami tirpikliuose, kuriems būdinga labai didelė dielektrinė konstanta, dauguma jų molekulių nesuyra į jonus.

Stiprių elektrolitų tirpalai skiriasi nuo silpnų elektrolitų tirpalų tuo, kad juose nėra nedisocijuotų molekulių. Tai patvirtina šiuolaikiniai fizikiniai ir fizikiniai bei cheminiai tyrimai. Pavyzdžiui, stiprių elektrolitų kristalų rentgeno tyrimas patvirtina faktą, kad druskų kristalinės gardelės yra pastatytos iš jonų.

Ištirpinus didelės dielektrinės konstantos tirpiklyje, aplink jonus susidaro solvato apvalkalai (hidratas vandenyje), neleidžiantys jiems susijungti į molekules. Taigi, kadangi stiprūs elektrolitai neturi molekulių net kristalinėje būsenoje, jie ypač neturi molekulių tirpaluose.

Tačiau eksperimentiškai buvo nustatyta, kad stiprių elektrolitų vandeninių tirpalų elektrinis laidumas nėra lygiavertis elektriniam laidumui, kurio būtų galima tikėtis disociuojant ištirpusias elektrolitų molekules į jonus.

Naudojant Arrhenius pasiūlytą elektrolitinės disociacijos teoriją, šio ir daugelio kitų faktų paaiškinti neįmanoma. Norint juos paaiškinti, buvo pateikti nauji moksliniai principai.

Šiuo metu neatitikimas tarp stiprių elektrolitų savybių ir klasikinės masės veikimo dėsnio formos gali būti paaiškintas naudojant Debye ir Hückel pasiūlytą stiprių elektrolitų teoriją. Pagrindinė šios teorijos idėja yra ta, kad tarp stiprių elektrolitų jonų tirpaluose atsiranda abipusės patrauklumo jėgos. Dėl šių tarpjoninių jėgų stiprių elektrolitų elgesys nukrypsta nuo idealių sprendimų dėsnių. Šių sąveikų buvimas sukelia abipusį katijonų ir anijonų slopinimą.

Skiedimo įtaka tarpjoninei traukai. Interioninė trauka sukelia realių tirpalų elgesio nukrypimus taip pat, kaip tarpmolekulinė trauka tikrose dujose sukelia jų elgesio nukrypimus nuo idealių dujų dėsnių. Kuo didesnė tirpalo koncentracija, tuo tankesnė joninė atmosfera ir mažesnis jonų judrumas, taigi ir elektrolitų elektrinis laidumas.

Kaip tikrų dujų savybės esant žemam slėgiui priartėja prie idealių dujų savybių, taip stiprių elektrolitų tirpalų savybės esant dideliam praskiedimui priartėja prie idealių tirpalų savybių.

Kitaip tariant, atskiestuose tirpaluose atstumai tarp jonų yra tokie dideli, kad jonų patiriama abipusė trauka arba atstūmimas yra itin mažas ir praktiškai sumažintas iki nulio.

Taigi pastebėtas stiprių elektrolitų elektrinio laidumo padidėjimas skiedžiant jų tirpalus paaiškinamas susilpnėjusiomis tarpjoninėmis traukos ir atstūmimo jėgomis, dėl kurių padidėja jonų judėjimo greitis.

Kuo mažiau disocijuotas elektrolitas ir kuo tirpesnis tirpalas, tuo mažesnė tarpjoninė elektrinė įtaka ir mažesni nukrypimai nuo masės veikimo dėsnio, ir, atvirkščiai, kuo didesnė tirpalo koncentracija, tuo didesnė tarpjoninė elektrinė įtaka ir tuo daugiau pastebima nukrypimų nuo masinio veikimo dėsnio.

Dėl pirmiau nurodytų priežasčių masės veikimo dėsnis klasikine forma negali būti taikomas stiprių elektrolitų vandeniniams tirpalams, taip pat koncentruotiems silpnų elektrolitų vandeniniams tirpalams.