Равновесие в растворах электролитов

Электролиты – химические вещества и системы, в которых прохождение электрического тока осуществляется за счет движения ионов. Такие проводники относятся к проводникам второго рода. Наличие свободных ионов объясняется явлением диссоциации (ионизации) – распадом молекул на ионы: а) при образовании растворов - под действием полярных молекул растворителя (электролитическая диссоциация); б) при образовании расплавов - в результате термического распада (термическая диссоциация). В зависимости от степени электролитической диссоциации a = n/N, (где n – число распавшихся молекул, N-исходное число растворенных молекул) электролиты подразделяются на сильные (a»1), слабые (a < 0,03) и средней силы (0,03 < a < 0,3). Степень диссоциации зависит от концентрации электролита (чем больше концентрация – тем меньше степень диссоциации).

Обратимый процесс диссоциации слабых электролитов характеризуется константой диссоциации К_д. Например, для слабой уксусной кислоты, процесс диссоциации которой идет в соответствии с уравнением CH₃COOH «H⁺ + CH₃COO ^-,

К_д =

В зависимости от величины К_д электролиты подразделяются на сильные (К_д > 10^-3) и слабые (К_д < 10 ^-3). К_д зависит только от природы электролита и температуры и является табличной величиной.

Для слабых электролитов бинарного типа (распадаются на один катион и один анион) взаимосвязь между исходной концентрацией растворенного вещества (молярностью раствора - См), степенью и константой диссоциации выражается законом разведения Оствальда: К_д = a ² С_м

Реакции ионного обмена

Для растворов электролитов наиболее характерны реакции ионного обмена. Обязательным условием протекания таких реакций практически до конца является удаление из раствора тех или иных ионов в следствие:

Образования осадка

FeSO₄ + 2 NaOH ® Fe(OH)₂¯ + Na₂SO₄ - молекулярное уравнение (МУ)

Fe²⁺+SO₄^2-+2Na⁺+2OH^-®Fe(OH)₂¯+2Na⁺+SO₄^2— ионно-молекулярное уравнение (ИМУ).

Fe²⁺ +2OH^- ® Fe(OH)₂¯ ПР (Fе(OH)₂) = 4,8×10^-16 – краткое ионно-молекулярное уравнение образования осадка;

Выделение газа

Na₂CO₃ + 2H₂SO₄ ® H₂CO₃ + 2NaHSO₄ (МУ)

2Na⁺ +CO₃^2- + 2H⁺ + 2HSO₄^- ® H₂CО₃ + 2Na⁺ + 2HSO₄^- (ИМУ)

2H⁺ + CO₃^2- ® H₂C0₃

Угольная кислота является нестойкой, поэтому она разлагается:

H₂CO₃ ® H₂О +CО₂­

2H⁺ + CO₃^2- ® H₂O + CО₂­ - ионно-молекулярное уравнение образования летучего соединения и слабого электролита Н₂О.