Растворы электролитов. Теории Аррениуса и Дебая-Гюккеля. Современные представления

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Растворы электролитов. Теории Аррениуса и Дебая-Гюккеля. Современные представления

Понятия об электролитах. Бинарные или симметричные электролиты. Сильные и слабые электролиты. Электролитическая диссоциация. Рассмотреть диссоциацию сл. электролита - укс. кислоты на основе закона действия масс. Закон разбавления Оствальда.

Однако, роль межионных сил и сольватационных эффектов.

Переносчиками электрического тока в растворах электролитов являются ионы, образующиеся при диссоциации молекул электролитов. Поскольку при диссоциации число частиц в растворе возрастает, растворы электролитов обладают аномальными коллигативными свойствами.

Уравнения, описывающие коллигативные свойства неэлектролитов, можно применить и для описания свойств идеальных растворов электролитов, если ввести поправочный изотонический коэффициент Вант-Гоффа i, например: _осм. = iCRT или T_зам. = iKm. Изотонический коэффициент связан со степенью диссоциации электролита:

i = 1 + (n - 1),

где n - количество ионов, образующихся при диссоциации одной молекулы.

Свойства реальных растворов описываются уравнениями, в которых вместо концентраций вводится активность. Активность иона a_i выражается в виде произведения концентрации иона m_i на его коэффициент активности _i: a_i = _i m_i, что следует из выражения для химического потенциала ионов данного заряда

Экспериментально определить активности катиона a₊ и аниона a_- невозможно, поэтому вводится понятие средней ионной активности a . Для электролита, образующего ₊ катионов и _- анионов,

= ₊ +

Аналогично определяют средний ионный коэффициент активности

и среднюю ионную моляльность m

Активность электролита

Согласно закону ионной силы, коэффициенты активности ионов не зависят от конкретного вида ионов, находящихся в растворе, а зависят от ионной силы I раствора:

Согласно первому приближению теории Дебая-Хюккеля, можно рассчитать как коэффициент активности _i отдельного иона так и средний ионный коэффициент активности :

Для водного раствора при 25^oC A = 0.509.

Свои представления Дебай и Хюккель сформулировали в виде идеи о наличии вокруг каждого иона ионной атмосферы из противоположно заряженных ионов. Ионная атмосфера вокруг любого иона содержит и + и - ионы, однако в среднем вокруг каждого --ного - избыток +-ных, а вокруг каждого +-ного - избыток --ных. Плотность ионной атмосферы, макс-ая у центрального иона, с удалением от него уменьшается. На некот. расстоянии - границе ионной атмосферы - количество ионов каждого знака становится одинаковым. Т-д-кие свойства растворов электролитов теория связывает с параметрами этой ионной атмосферы - ее размером и плотностью. При выводе основного уравнения делаются след. допущения:

1) электролит в растворе диссоциирован полностью, и концентрация ионов рассчитывается по аналитической [электролита];

2) распределение ионов в ионной аимосфере подчиняется классической статистике, а сама ионная атмосфера рассматривается как непрерывная среда;

3) из всех видов взаимодействия учитывается только электростатическое взаимодействие ионов. Растворителю отводится роль среды с некоторой диэлектр. проницаемостью;

4) диэлектр. проницаемость раствора принимается равной диэлектр. проницаемости чистого растворителя;

5)из всех свойств ионов теория учитывает только заряд.

Теория не учитывает, например, сольватацию ионов, особенности строения ионов, их поляризуемость и т.п., что существенно ограничивает применяемость теории.

Предельный закон Дебая:

Устанавливает линейную зависимость lg от I. Этот закон справедлив для узкой области концентраций (сильно разбавленные растворы) в связи с приближениями физической модели раствора.

электролит межионный раствор концентрация бинарный

Размещено на Allbest.ru