Вода слабый электролит обратимо диссоциирует по уравнению
Одним из важнейших растворителей является вода. Являясь слабым электролитом, вода в незначительной степени диссоциирует на ионы:
В чистой воде концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов равны:
Измерения электропроводности чистой воды показали, что при 22 °С степень ее ионизации a = 1,8 . 10 -9 . Так как в 1 литре воды содержится
то концентрация ионов будет равна
а произведение равновесных концентраций:
При данной температуре величина Kw является постоянной и называется ионным произведением воды.
Постоянство величины Kw позволяет утверждать, что при увеличении в растворе концентрации ионов водорода H + (растворение кислоты) происходит уменьшение концентрации гидроксид-ионов, и наоборот.
Если [H + ]=[OH — ]=10 -7 моль/л, то среда раствор нейтральная;
если [H + ]>10 -7 моль/л, то раствор кислый;
если [OH — ]>10 -7 моль/л, то раствор щелочной.
Поскольку значения концентрации ионов водорода в химии растворов используется очень часто, то для удобства введено представление о водородном показателе.
Водородный показатель pH – величина, характеризующая концентрацию ионов водорода и кислотность среды. pH – это отрицательный логарифм концентрации ионов водорода:
Гидроксидный показатель pOH – величина, характеризующая концентрацию гидроксид-ионов и щелочность среды. pOH – это отрицательный логарифм концентрации гидроксид-ионов
Водородный и гидроксидный показатели связаны между собой соотношением
Источник
Диссоциация слабых электролитов
Диполь- дипольный механизм
И электролит, и вода являются диполями. Два диполя притягиваются друг к другу, взаимно усиливая диполи. Оба полюса молекулы электролита оказываются гидратированными молекулами воды. Затем происходит полный разрыв молекулы электролита. В конечном итоге картина та же самая: гидратированные ионы уходят в раствор, рис.1.
Суть диссоциации слабых электролитов в том, что они диссоциируют на ионы не полностью, обратимо.
Диссоциация слабых электролитов:
.
Диссоциация слабых электролитов имеет две количественные характеристики:
1) λ — степень диссоциации. Степень диссоциации не является константой, она зависит от двух факторов:
· от температуры (прямая зависимость);
· от концентрации раствора (обратная зависимость).
2) Константа диссоциации — это, по сути, константа равновесия обратимой реакции.
Константа диссоциации изменяется с температурой, причём зависимость прямая. От концентрации растворов константа диссоциации не зависит.
Взаимосвязь между степенью и константой диссоциации установил немецкий химик Оствальд.
.
Для слабых электролитов степень диссоциации много меньше единицы и поэтому в знаменателе формулы закона Оствальда ею пренебрегают.
— закон разбавления Оствальда.
Многие слабые электролиты диссоциируют ступенчато. Каждая ступень имеет свою константу диссоциации
.
По первой ступени диссоциация заметна при нормальных условиях (при комнатной температуре).
Диссоциация по второй ступени заметна при повышенной температуре, особенно при температуре кипения.
.
Источник
Вода –слабый электролит, диссоциирующий по уравнению
При 25°С концентрация водородных или гидроксильных ионов в чистой воде составляет 10 моль/л, что соответствует рН 7.
Полярность молекул воды обуславливает ее свойство растворять вещества лучше, чем другие жидкости. Газы хорошо растворяются в воде, если способны вступать с ней в химические связи (аммиак, сероводород, сернистый газ, углекислый газ и др.), прочие газы мало растворимы в водеПри реально существующих на Земле диапазонах атмосферного давления и температуры вода может находиться одновременно в разных агрегатных состояниях (твердом, жидком, газообразном).
При нормальном давлении температура плавления и кипения воды соответствуют 0 и 100°С. С ростом давления увеличиваются температура плавления и кипения. На температуру замерзания воды оказывает влияние ее соленость. Увеличение солености на каждые 10‰ снижает температуру замерзания на 0,54°С.
Плотность воды зависит от температуры и давления, солености а также от содержания растворенных и тонкодисперсных взвешенных частиц и скачкообразно меняется при фазовых переходах. При повышении температуры плотность воды в большей части диапазона изменения температуры уменьшается, что связано с увеличением расстояния между молекулами при росте температуры. Эта закономерность нарушается лишь при плавлении льда и при нагревании воды в диапазоне от 0 до 3,98°С. Плотность воды в твердом состоянии меньше, чем в жидком. В указанном диапазоне температур плотность воды с повышением температуры не уменьшается, а увеличивается. Эти аномалии воды имеют огромное гидрологическое значение: лед легче воды и “плавает” на ее поверхности; водоемы обычно не промерзают до дна, так как охлажденная вода становится менее плотной и поэтому остается в поверхностном слое.
Сжимаемость воды очень мала, но на больших глубинах в океане все же сказывается на плотности воды Если бы вода была совершенно несжимаема, то уровень Мирового океана был бы на 30 м выше.
Очень высокая удельная температура плавления и испарения, а также весьма большая теплоемкость воды оказывают огромное регулирующее влияние на тепловые процессы не только в водных объектах, но и на всей планете. При нагревании земной поверхности огромные количества теплоты тратятся на таяние льдов, нагревание и испарение воды. В результате нагрев земной поверхности замедляется. Наоборот, в процессе охлаждения земной поверхности при конденсации водяного пара и замерзании воды выделяются огромные количества теплоты, сдерживающие процесс охлаждения. Малая теплопроводность воды способствует ее медленному нагреванию и охлаждению. Снег предохраняет почву, а лед – водоемы от промерзания. Передача теплоты в воде рек, озер и морей происходит благодаря турбулентной, а не молекулярной теплопроводности.
Вязкость воды в сравнении с вязкостью других жидкостей невелика, благодаря чему вода текуча, и даже небольшие по величине внешние силы приводят ее в движение. Лед – твердое тело, обладающее пластичностью, которая позволяет ему в некоторых условиях, например в ледниках, двигаться.
У воды в сравнении с другими жидкостями очень высокое поверхностное натяжение. Это качество воды способствует размыву почв и грунтов, позволяет воде подниматься по капиллярам и порам почвы и растений.
Вода пропускает видимую часть электромагнитного спектра с длинами волн от 0,38 до 0,77 мкм лучше, чем более коротко- и длинноволновую части. Свет распространяется в воде на небольшие расстояния. Солнечный свет может проникать в водоемы лишь на небольшую глубину (несколько десятков метров); именно здесь и могут протекать процессы фотосинтеза.
19.Строение атмосферы и ее состав – газовая оболочка Земли, характеризующаяся резко выраженной неоднородностью строения. Атмосферу делят на пять сфер: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Мощность тропосферы 8-10 км в полярных областях и 16-18 км у экватора. Это самая плотная часть атмосферы, и она непосредственно граничит с поверхностью океана и суши. Температура здесь понижается с высотой (до 6 о С на каждый километр), верхняя граница тропосферы называется тропопаузой.
Для планеты значение тропосферы исключительно велико. Именно здесь зарождаются облака, выпадают осадки, происходят горизонтальные и вертикальные передвижения воздушных масс. Из-за непрерывного перемешивания воздуха и динамического равновесия, поддерживаемого антагонистическими действиями автотрофных и гетеротрофных организмов и различными геохимическими явлениями, газовый состав атмосферы во всей толще тропосферы остается практически постоянным. Состав сухого вещества (в процентах по объему): азот –78,09; кислород – 20,95; аргон – 0,93; углекислый газ – 0,03. Кроме названных компонентов воздух обычно содержит следы водорода, перекиси азота, озона, сернистого ангидрида, оксида углерода, аммиака и т.д. О роли отдельных компонентов атмосферы мы поговорим позднее.
Стратосфера разделена на 2 зоны: нижнюю, с температурой, характерной для тропопаузы, достигающую высоты 25 км, и верхнюю, которая называется область инверсии и простирается до высоты 50 км. Важно отметить, что в стратосфере на высоте в пределах 25-28 км содержание озона превышает содержание этого газа у поверхности в 10 раз. Этот слой атмосферы принято называть озоновым слоем, он и определяет верхний предел распространения жизни на планете.
Далее, до высоты 80 км простирается мезосфера, опять характеризующаяся понижением температуры с высотой. Верхней границей мезосферы является мезопауза.
Область до высоты 600 км называется термосферой (ионосферой).
Верхней оболочкой атмосферы является экзосфера, которая постепенно переходит в межпланетное пространство. Экзосфера – область диссипации атмосферных газов. Диссипация – процесс преодоления молекулами, атомами и ионами поля притяжения Земли.
Газы, входящие в состав атмосферы, можно разделить на три группы: постоянные (азот, кислород, инертные газы), переменные (углекислый газ, вода) и случайные (определяются местными условиями).
В настоящее время на состав и функционирование атмосферы большое влияние оказывают антропогенные факторы, причем как в самых нижних, так и в высотных ее частях. Техногенный выброс различных веществ в атмосферу является наиболее очевидным из нарушений равновесия в окружающей среде, производимых человеком.
Источник
Электролитическая диссоциация
Электролитической диссоциацией называют процесс, в ходе которого молекулы растворенного вещества распадаются на ионы в результате взаимодействия с растворителем (воды). Диссоциация является обратимым процессом.
Диссоциация обуславливает ионную проводимость растворов электролитов. Чем больше молекул вещества распадается на ионы, тем лучше оно проводит электрический ток и является более сильным электролитом.
В общем виде процесс электролитической диссоциации можно представить так:
KA ⇄ K + (катион) + A — (анион)
Замечу, что сила кислоты определяется способностью отщеплять протон. Чем легче кислота его отщепляет, тем она сильнее.
У HF крайне затруднен процесс диссоциации из-за образования водородных связей между F (самым электроотрицательным элементом) одной молекулы и H другой молекулы.
Ступени диссоциации
Некоторые вещества диссоциируют на ионы не в одну стадию (как NaCl), а ступенчато. Это характерно для многоосновных кислот: H2SO4, H3PO4.
Посмотрите на ступенчатую диссоциацию ортофосфорной кислоты:
Важно заметить, что концентрация ионов на разных ступенях разная. На первых ступенях ионов всегда много, а до последних доходят не все молекулы. Поэтому в растворе ортофосфорной кислоты концентрация дигидрофосфат-анионов будет больше, чем фосфат-анионов.
Для серной кислоты диссоциация будет выглядеть так:
Для средних солей диссоциация чаще всего происходит в одну ступень:
Из одной молекулы ортофосфата натрия образовалось 4 иона.
Из одной молекулы сульфата калия образовалось 3 иона.
Электролиты и неэлектролиты
Химические вещества отличаются друг от друга по способности проводить электрический ток. Исходя из этой способности, вещества делятся на электролиты и неэлектролиты.
Электролиты — жидкие или твердые вещества, в которых присутствуют ионы, способные перемещаться и проводить электрический ток. Связи в их молекулах обычно ионные или ковалентные сильнополярные.
К ним относятся соли, сильные кислоты и щелочи (растворимые основания).
Степень диссоциации сильных электролитов составляет от 0,3 до 1, что означает 30-100% распад молекул, попавших в раствор, на ионы.
Неэлектролиты — вещества недиссоциирующие в растворах на ионы. В молекулах эти веществ связи ковалентные неполярные или слабополярные.
К неэлектролитам относятся многие органические вещества, слабые кислоты, нерастворимые в воде основания и гидроксид аммония.
Степень их диссоциации до 0 до 0.3, то есть в растворе неэлектролита на ионы распадается до 30% молекул. Они плохо или вообще не проводят электрический ток.
Молекулярное, полное и сокращенное ионные уравнения
Молекулярное уравнение представляет собой запись реакции с использованием молекул. Это те уравнения, к которым мы привыкли и которыми наиболее часто пользуемся. Примеры молекулярных уравнений:
Полные ионные уравнения записываются путем разложения молекул на ионы. Запомните, что нельзя раскладывать на ионы:
- Слабые электролиты (в их числе вода)
- Осадки
- Газы
Сокращенное ионное уравнение записывается путем сокращения одинаковых ионов из левой и правой части. Просто, как в математике — остается только то, что сократить нельзя.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Блиц-опрос по теме Электролитическая диссоциация
Источник
