Как рассчитать константу диссоциации кислоты


Константа и степень диссоциации слабого электролита

для студентов всех специальностей

Константа и степень диссоциации слабого электролита

Кравновесию, которое устанавливается в растворе слабого электролита
между ионами и молекулами можно применить законы химического
равновесия и записать выражение константы равновесия. Например, для
диссоциации типичного слабого электролита — уксусной кислоты

константа равновесия КС. выраженная через молярные концентрации реагентов ( ), имеет вид:

Константа равновесия диссоциации слабого электролита называется
константой диссоциации (К ). Величина К зависит от природы электролита и
растворителя, а также от температуры. Термодинамическая константа
диссоциации, выраженная через активность ионов и молекул, не зависит от
концентрации. Вычисленная практическая константа диссоциации (К ) может
изменяться с изменением концентрации. Поэтому для сравнения значения практической константы диссоциации
со справочным при заданной температуре, рассчитанные для разных
концентраций, усредняются.

Константа диссоциации характеризует способность данного электролита
распадаться на ионы в растворе. Чем больше К, тем полнее диссоциирует
электролит в растворе.

Получим в наиболее общем виде выражение для константы диссоциации
слабого электролита ( ) через его начальную концентрацию (С ) и
степень диссоциации (α), исходя из следующей схемы диссоциации,
соответствующей суммарному равновесию:

Константа диссоциации этого суммарного процесса равна:

Для разбавленных растворов .

. тогда . где — равновесные концентрации компонентов. В этом случае для начальной молярной концентрации электролита См (моль/л) равновесные концентрации компонентов с учетом степени диссоциации будут равны:

С учетом вышеизложенного из (3) получим:

Это уравнение для константы диссоциации выражает закон разведения Оствальда.

Слабые электролиты, для которых ν > 2, в меньшей степени отвечают
условию (4) вследствие возрастания сил ионного взаимодействия, кроме того,
в этих случаях процесс диссоциации может протекать в несколько стадий,
каждая из которых имеет свое значение К .

Например, угольная кислота диссоциирует в две ступени:

Константа диссоциации (равновесия)

Суммарному равновесию соответствует константа -
диссоциации:

При этом выполняется соотношение и, как правило, .

Из (5) константа диссоциации для этого типа электролитов рассчитывается по уравнению:

Расчет константы диссоциации электролитов, для которых ν > 3, из
кондуктометрических измерений, по причинам, изложенным выше, приведет
к значительным ошибкам, поэтому проводить его в этом случае, на наш взгляд,
нецелесообразно.

Решая уравнение (6) относительно α, получим:

Уравнение (7) позволяет рассчитывать степень диссоциации (α) по
известному значению константы диссоциации слабого электролита для
различных концентраций. Для малых значений α, когда .

уравнение (6) принимает вид

То есть степень диссоциации уменьшается при возрастании концентрации
раствора слабого электролита. Объясняется это тем, что разбавление раствора
не препятствует прямому процессу в равновесии (распаду молекул), но
затрудняет обратный процесс образования молекул из ионов при их
столкновении. Значения констант диссоциации электролитов приводятся в
справочниках. Например, для уксусной кислоты при 298 К .


Для процесса диссоциации воды

Концентрация воды ( ) в водных растворах остается практически постоянной, так как вода диссоциирует на ионы очень слабо.


Температурная зависимость константы диссоциации выражается уравнением изобары реакции:


Эти уравнения выражают зависимость константы равновесия реакции от температуры и в дифференциальном виде имеют вид:

Если тепловой эффект реакции положителен . то .

Это значит, что с ростом температуры константа равновесия
эндотермической реакции всегда увеличивается, следовательно, увеличивается α степень диссоциации электролитов. Если . то . В этом
случае с ростом температуры константа диссоциации уменьшается,
следовательно, уменьшается и α.

© studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам



студопедия, школопедия, лекция, реферат, пособие, бесплатно, методичка:Константа и степень диссоциации слабого электролита для студентов всех специальностей Константа и степень диссоциации слабого электролита Кравновесию, которое устанавливается в растворе

как рассчитать константу диссоциации кислоты