Химия

11. Электролитическая диссоциация. Ионные уравнения реакций
11.2. Степень диссоциации электролита

Количественно диссоциация характеризуется степенью электролитической диссоциации.

Степень электролитической диссоциации α — это отношение числа продиссоциировавших (распавшихся) на ионы молекул или формульных единиц (ФЕ) к общему числу растворенных молекул (ФЕ):

α = N продисс .  молекул ,  ФЕ N общее число растворенных молекул ,  ФЕ . (11.1)

Степень диссоциации можно выразить через химическое количество и через молярную концентрацию:

α = n продисс n общ = c продисс c общ . (11.2)

Пример 11.1. Из 250 внесенных в раствор молекул электролита на ионы распалось 30. Найдите степень диссоциации электролита.

Решение. Используя формулу (11.1), находим:

α = 30 250 = 0,12 (12 %).

Ответ: 12 %.

Численное значение α позволяет классифицировать электролиты на сильные и слабые. Сильными называются электролиты, которые в водных растворах или расплавах практически полностью распадаются на ионы; понятно, что для таких электролитов α ≈ 1 (100 %). Для слабых электролитов α < 1 (100 %), слабые электролиты диссоциируют лишь частично (табл. 11.1).

К числу слабых электролитов относится вода

Таблица 11.1
Примеры электролитов различной силы

ВеществаХарактеристика электролитов
СильныеСлабые
КислотыHI, HBr, HCl, HNO3, H2SO4 (разб), HClO3, HClO4, HMnO4 HF, HClO, HClO2, H2S,H2Se, H2CO3, H2SO3, H3AsO4, H3PO4, H2SiO3, HNO2, CH3COOH, HCOOH, C6H5COOH, HCN, H3BO3, H2SO4 (конц)
Основания, амфотерные гидроксидыЩелочи: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 Все нерастворимые: Mg(OH)2, Fe(OH)2, Cu(OH)2, все амфотерные гидроксиды (Be(OH)2, Cr(OH)3, Al(OH)3), гидрат аммиака NH3 ⋅ H2O
СолиПодавляющее большинствоНекоторые галогениды ртути, сурьмы, висмута, кадмия и цинка

К слабым электролитам также относятся гидроанионы слабых кислот (HS–, HPO 4 2 , H 2 PO 4 2 , HCO 3 , HSO 3 ), гидроксокатионы слабых оснований (CuOH+, MgOH+, Fe ( OH ) 2 + , Al ( OH ) 2 + , AlOH2+, ZnOH+), а также комплексные ионы [Al(OH)6]3−, [Zn(OH)4]2−, [Be(OH)4]2−.

Пример 11.2. Укажите формулы неэлектролитов: а) K2SO4; б) H2O; в) CH3OH; г) C6H14.

1) б, в, г;

2) а, в, г;

3) в, г;

4) а, г.

Решение. Неэлектролитами являются спирты (CH3OH) и алканы (C6H14). Вода — электролит (хотя и слабый), K2SO4 — соль, сильный электролит.

Ответ: 3).

Пример 11.3. В растворе кислоты HАn общее число ионов кислоты в 5 раз меньше, чем нераспавшихся молекул HAn. Найдите степень диссоциации (%) кислоты.

Решение. Записываем уравнение диссоциации кислоты и проводим расчеты:

Так как N(H+) = N(An) = N расп(HAn), имеем:

N расп + N расп N исх N расп = 1 5 или 2 N расп N исх N расп = 1 5 .

Откуда находим

N исх = 11N расп;

α = N расп/N исх = N расп/11N расп = 0,091 (9,1 %).

Ответ: 9,1 %.