ЛЕКЦИЯ 5 Химия океана 2. Основные положения теории электролитической диссоциации

ЛЕКЦИЯ 5 (Химия океана 2). Основные положения теории электролитической диссоциации

Размерность

1) размерности концентрации раст­воренного компонента, 2) вида соединения, в котором выражен результат определения данного компонента… 3) формы выраже­ния концентрации растворенного компонента.

Основные положения теории электрической диссоциации

При растворении веществ в воде происходит разобщение их на молекулы и ионы. Одни вещества при растворении распадаются на молекулы, у других процесс…

Процесс распада электролитов на ионы под действием раство­рителя называется электролитической диссоциацией или иони­зацией.

Морская вода представляет собой электролит – почти полностью ионизированный раствор различных солей – и благодаря этому является достаточно хорошим… Электропроводность водных растворов кислот, оснований и солей объясняет теория…

J

Химические реакции могут протекать с различными скоро­стями. В одних случаях реакция протекает мгновенно, в других длится годы и столетия. Скорость каждой реакции зависит как от природы вещества, так и от тех условий, в которых она проте­кает (концентрация, температура, давление, присутствие катали­заторов и др.). Так как вещества реагируют друг с другом в эк­вивалентных количествах, то о скорости реакции можно судить по изменению концентрации любого из реагирующих веществ.

Скорость химической реакции при постоянной температуре и постоянном давлении пропорциональна произведению ионных кон­центраций реагирующих веществ.

Это очень важное положение было установлено в 1867 г. нор­вежскими учеными Гульдбергом и Вааге и получило название закона действующих масс.

Этот закон вытекает из следующего заключения: чем больше ионов в растворе, тем больше вероятность столкновения между ними и тем больше в одно и то же время образуется продуктон реакции. В нашем примере при смешивании NaCl с AgNO₃ нами нается взаимодействие, в результате которого образуется молекула AgCl. В то же время с момента появления в смеси молекул AgCl возникает обратная реакция. Вначале скорость прямом р< акции ввиду большой концентрации ионов реагирующих веществбудет больше скорости обратной реакции. Но по мере теченияреакции концентрация веществ уменьшается и скорость прямойреакции становится все меньше, а скорость обратной увеличим

ется, так как увеличивается количество молекул AgCl. НаК(......

Наступает момент,когда скорости обеих реакций становятся |'" .....ill iiu единицу времениобразуется столько М" |

........р• I ил ионыЛи¹ м С1-.

I

Такое состояние системы реагирующих веществ, при котором скорости прямой и обратной реакций равны, называется химиче­ским равновесием, а для водных растворов—ионным равновесием.

Ионное равновесие обусловливается не прекращением реакции, а равенством скорости двух противоположных процессов и, по существу, является динамическим равновесием. Такое равновесие может сохраняться как угодно долго при неизменных условиях, но стоит изменить их, как равновесие нарушается.

Выразим условия наступления равновесия в математической форме, которая фактически является математической формулиров­кой закона действующих масс.

Возьмем обратимую реакцию, выраженную уравнением общего вида

где А и В — два вещества, участвующие в реакции, из которых образуются вещества С и D.

Обозначим концентрацию этих веществ в грамм-молярной или i рамм-ионной форме (в одном литре растворена грамм-молекула исщества) соответственно

[А], [В и С, [D].

Скорость прямой реакции V, обратной V₂. Так как скорость ими пропорциональна произведению реагирующих веществ ......... гвующих масс), тодля прямой реакции

........1.........

ЬАв

.....|'<[>ц и и. и I nponoj......жальности, величина,постоянная

||......и реви...... ЕСЛИпримять, что it реакции взято по одной

1скулс [А] и Н, то V = k, т. е. коэффициент показывает, 'I 'I.H и. грамм молекулы вещества прореагировала в данной 1НЦИНв единицу времени. Коэффициент k можно назвать еще

чиной скорости.

||рИ установившемся равновесии скорости обеих реакций (иря-братной) равны:

V_x = k_x[A] [B], V₂=k₂C [£>], k_xAB=k₂C[D,

ft, [C] |ni

A, | I | li-

и fei и k₂ — величины постоянные, то их отношение.■тся величиной посто!........I коториянавышиетси ком

 

стантой равновесия и обозначается буквой К:

тогда

[С] Р] W [В]

К.

Смысл этого выражения можно сформулировать так: при об­ратимых реакциях (при данной температуре и давлении) равно­весие наступает тогда, когда отношение произведения концентраций образующихся веществ к произведению концентраций вступаю­щих в реакцию веществ станет постоянной для данной реакции величиной.

Например, для реакции взаимодействия Ag+ и СЬ константа равновесия будет иметь следующий вид:

[AgCl]

[Ag+J [CI-]

[C1-] •

Знание закона действующих масс позволяет управлять тече­нием химических реакций и, если известна величина К, произво­дить количественные расчеты концентраций компонентов равно­весной сйстейы.

Из закона действующих масс выводится важное понятие — ионное произведение, или произведение растворимости, которое показывает, что, если меняется концентрация одного из ионов, то должно измениться в обратной зависимости содержание дру­гого. Это позволяет рассчитывать концентрацию иона малораство­римой соли по известной концентрации другого иона.

Возьмем равновесие:

Применим к этому равновесию закон действующих масс:

^" [BaSO₄l '

Принимая [HaSOd в насыщенном растворе за величину посто-мнимп п Д1П1Н1.1Х yivioniiHx, поронггем ее в левую часть равенстнп:

A |».*iU-|11«""||ЧО5 I.