Ступень дысацыяцыі слабых і моцных электралітаў

Тэрмін «дысацыяцыя» у хіміі і біяхіміі пазначае працэс распаду хімічных злучэнняў на іёны і радыкалы. Дысацыяцыя - гэта супрацьлеглае з'ява асацыяцыі або рэкамбінацыі, і яно зварачальна. Колькасная адзнака дысацыяцыі вырабляецца з дапамогай такой велічыні як ступень дысацыяцыі. Яна мае літарнае пазначэнне α і характарызуе ў рэакцыі дысацыяцыі, якая працякае ў аднастайных (гамагенных) сістэмах па раўнанні: КА ↔ Да + А, стан раўнавагі. КА - гэта часціцы зыходнага рэчывы, Да і А - гэта дробныя часціцы, на якія распаліся ў выніку дысацыяцыі больш буйныя часціцы рэчывы. З чаго вынікае выснова, што ў сістэме будуць знаходзіцца диссоциированные і недиссоциированные часціцы. Калі прыняць, што распаўся n малекул, а не распалася N малекул, то гэтыя велічыні можна ўжыць для колькаснай ацэнкі дысацыяцыі, якая разлічваецца ў працэнтах: α = n • 100 / N або ў долях адзінкі: α = n / N.

Гэта значыць ступень дысацыяцыі з'яўляецца стаўленнем диссоциированных часціц (малекул) гамагеннай сістэмы (раствора) да зыходнага колькасці часціц (малекул) у гэтай сістэме (растворы). Калі вядома, што α = 5%, то гэта азначае, што толькі 5 малекул з 100 зыходных малекул знаходзяцца ў выглядзе іёнаў, а астатнія 95 малекул не распадаюцца. Для кожнага канкрэтнага рэчывы α будзе індывідуальным, так як залежыць ад хімічнай прыроды малекулы, а таксама ад тэмпературы і ад колькасці рэчыва ў гамагеннай сістэме (у растворы), гэта значыць ад яго канцэнтрацыі. Моцныя электраліты, да якіх ставяцца некаторыя кіслаты, падставы і солі, у растворы распадаюцца на іёны цалкам, з гэтай прычыны не падыходзяць для вывучэння працэсу дысацыяцыі. Таму для даследавання прымяняюцца слабыя электраліты, малекулы якіх дысацыюе у растворы на іёны не цалкам.

Для зварачальным рэакцыі дысацыяцыі канстанту дысацыяцыі (Кд), якая характарызуе стан раўнавагі, вызначаюць па формуле: Кд = [Да] [А] / [КА]. Якім чынам канстанта і ступень дысацыяцыі паміж сабой звязаныя, можна разгледзець на прыкладзе слабога электраліта. На падставе закона развядзення Оствальд выбудоўваецца ўсе лагічнае разважанне: Кд = с • α2, дзе з - канцэнтрацыя раствора (у дадзеным выпадку з = [КА]). Вядома, што ў аб'ёме раствора V дм3 раствораны 1 моль рэчывы. У першапачатковым стане канцэнтрацыю малекул зыходнага рэчывы можна выказаць: з = [КА] = 1 / V моль / дм3, а канцэнтрацыі іёнаў будуць: [Да] = [А] = 0 / V моль / дм3. Пры дасягненні раўнавагі іх велічыні зьмяняюцца: [КА] = (1 - α) / V моль / дм3 і [Да] = [А] = α / V моль / дм3, тады Кд = (α / V • α / V) / (1 - α) / V = α2 / (1 - α) • V. Разглядаецца выпадак мала дысацыюе электралітаў, ступень дысацыяцыі (α) якіх набліжаецца да нуля, а аб'ём раствора можна выказаць праз вядомую канцэнтрацыю: V = 1 / [КА] = 1 / с. Тады раўнанне можна пераўтварыць: Кд = α2 / (1 - α) • V = α2 / (1 - 0) • (1 / с) = α2 • с, а, здабываючы корань квадратны з дробу Кд / с, можна разлічыць ступень дысацыяцыі α. Гэты закон справядлівы, калі α шмат менш 1.

Для моцных электралітаў ў большай ступені падыходзіць тэрмін ўяўная ступень дысацыяцыі. Яго знаходзяць, як стаўленне ўяўнага колькасці диссоциированных часціц да рэальнага або з формулы вызначэння ізатанічнага каэфіцыента (завецца фактарам ванты-Гоф і паказвае сапраўднае паводзіны рэчывы ў растворы): α = (i - 1) / (n - 1). Тут i - ізатанічны каэфіцыент, а n - колькасць ўтварыліся іёнаў. Для раствораў, малекулы якіх цалкам распаліся на іёны, α ≈ 1, а з памяншэннем канцэнтрацыі α усё больш імкнецца да 1. Усё гэта тлумачыцца тэорыяй моцных электралітаў, якая сцвярджае, што рух катыёнаў і аніёнаў разводаў малекул моцнага электраліта абцяжарана па некалькіх прычынах. Першая: іёны акружаны малекуламі палярнага растваральніка, гэта электрастатычнае ўзаемадзеянне называецца сольватацией. Другая: рознаіменна зараджаныя катыёны і аніёны, якія знаходзяцца ў растворы, за кошт дзеянні сіл ўзаемнага прыцягнення ўтвараюць асацыята або іённыя пары. Асацыята паводзяць сябе гэтак жа, як і недиссоциированные малекулы.