Степен на дисоциация на слаби и силни електролити

Терминът "дисоциация" в химията и биохимията се отнася до процеса на разпадане на химичните съединения в йони и радикали. Дисоциацията е противоположното явление на асоцииране или рекомбинация и е обратимо. Дисоциацията се определя количествено от количество, като например степента на дисоциация. Той има обозначението на буквите алфа- и се характеризира в реакцията на дисоцииране, като се извършва хомогенна (хомогенни) системи от уравнението: harr-K + A, състояние на равновесие. SC са частици от началното вещество, К и А са малки частици, в които по-големи частици от материята се разпадат в резултат на дисоциация. От това следва, че в системата ще има дисоциирани и неразградени частици. Ако приемем, че n молекулите се разпадат, а N молекулите се разпадат, тогава тези количества могат да се използват за количествено определяне на дисоциацията, която се изчислява като процент: алфа- = n • 100 / N или във фракции на единицата: алфа- = п / Н

Тоест, степента на дисоциация е съотношението на дисоциираните частици (молекули) на хомогенната система (разтвор) към първоначалния брой частици (молекули) в тази система (разтвор). Ако това е известно алфа- = 5%, това означава, че само 5 молекули от 100 източника на молекули са под формата на йони, а останалите 95 молекули не се разпадат. За всяко конкретно вещество алфа- ще бъде индивидуален, тъй като зависи от химическата природа на молекулата, както и от температурата и количеството на материята в хомогенната система (в разтвор), т.е. от нейната концентрация. Силните електролити, които включват някои киселини, основи и соли, напълно се разтварят в йони в разтвора, поради което не са подходящи за изучаване на процеса на дисоциация. Следователно за изследването се използват слаби електролити, чиито молекули не се разпадат напълно в разтвора в йони.

За обратимата реакция дисоциационна постоянна дисоциация (Kd), характеризиращ състоянието на равновесие, се определя от формулата: Kd = [K] [A] / [KA]. По какъв начин константата и степента на дисоциация са свързани един с друг, може да се има предвид примерът на слаб електролит. Въз основа на закона за разреждане Ostwald, всички логически мотиви са изградени: Kd = c • алфа-2, където С - концентрация на разтвора (в този случай = [SC]). Известно е, че 1 мол вещество се разтваря в обема на разтвора V dm3. В първоначалното състояние концентрацията на изходния материал молекули може да се изрази чрез: С = [SC] = 1 / V мол / dm3, и концентрацията на йони ще бъде: [R] = [А] = 0 / V мол / dm3. Когато се достигне равновесие, техните стойности се променят: [KA] = (1 - алфа -) / V mol / dm3 и [K] = [A] = е алфа- / V mol / dm3, след това Kd = (alpha- / V • алфа- / V) / (1- алфа -) / V = алфа-2 / (1- алфа-) • V. В случай на малки дисоцииране електролити, степента на дисоциация (алфа), който е близо до нула, а обемът на разтвора може да бъде изразена по отношение на известна концентрация: V = 1 / [SV] = 1 / сек. Тогава уравнението може да бъде трансформирано: Kd = алфа-2 / (1- алфа-) • V = алфа-2 / (1-0) • (1 / s) = алфа-2 • с, а, екстрахирайки квадратния корен на фракцията Kd / s, можем да изчислим степента на дисоциация алфа. Този закон е валиден, ако алфа - много по-малко от 1.

За силни електролити терминът "явна степен на дисоциация" е по-подходящ. Той се намира като съотношение на видимото число на дисоциираните частици към реалния или към формулата за дефиниране изотоничен коефициент (наречен фактор "Ван Ньоф" и показва истинското поведение на веществото в разтвора): алфа- = (i-1) / (п-1). Тук i е изотоничният коефициент и n е броят на образуваните йони. За разтвори, чиито молекули напълно се дезинтегрират в йони, алфа- asymp-1 и с намаляваща концентрация алфа-все повече се стреми към 1. Всичко това се обяснява с теорията на силните електролити, която твърди, че движението на катиони и аниони на разлагащи се молекули на силен електролит е трудно по няколко причини. Първо: йоните са обградени от молекули на полярен разтворител, това електростатично взаимодействие се нарича солвация. Втората: за разлика от заредените катиони и аниони, които са в разтвор, поради действието на взаимните сили на привличане, формират асоциирани или йонни двойки. Сътрудниците се държат по същия начин като неразпределените молекули.