§ 18. Ступінь електролітичної дисоціації. Сильні і слабкі електроліти

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

що таке ступінь електролітичної дисоціації;
за якою формулою визначають ступінь електролітичної дисоціації;
які електроліти називають слабкими, а які — сильними.

Ступінь електролітичної дисоціації. Здатність різних електролітів дисоціювати у водних розчинах на йони не однакова: одні дисоціюють повністю, інші — частково.

Ступінь електролітичної дисоціації — це відношення кількості дисоційованих молекул (N_дис) до загальної кількості молекул (Ν) розчиненої речовини за певної температури.

Ступінь дисоціації позначають грецькою буквою α (альфа; для сильних електролітів ця величина уявна), виражають у частках одиниці або у відсотках:

Наприклад, якщо α = 0,8, або 80 %, це означає, що 80 частинок зі 100 розчинених продисоціювали на йони:

Значення α = 0 відповідає речовинам, які не дисоціюють узагалі (це сполуки Карбону; про них ітиметься під час знайомства з органічними сполуками в розділі 5). Такі речовини називають неелектролітами.

Ступінь дисоціації електролітів залежить від концентрації розчинів цих електролітів: зі зменшенням концентрації ступінь дисоціації зростає. Це й зрозуміло: що більш розведеним є розчин, то більша кількість молекул води бере участь у процесі дисоціації електроліту. Через це йони менше взаємодіють між собою, унаслідок чого збільшується кількість дисоційованих частинок електроліту.

Демонстраційний дослід

Дотримуйтесь правил безпеки під час дослідів!

Порівняння електричної провідності розчинів етанової (оцтової) кислоти

Дослід проводимо на тій самій установці (рис. 25).

1. Готуємо два розчини з концентрацією етанової (оцтової) кислоти 1 моль/л та 0,1 моль/л. Спочатку наливаємо в хімічну склянку розчин етанової кислоти концентрацією 1 моль/л. Звертаємо увагу на відхилення стрілки амперметра та інтенсивність світіння лампочки.

2. Замінюємо розчин етанової кислоти концентрацією 1 моль/л розчином тієї самої кислоти, але концентрацією 0,1 моль/л, тобто в десять разів меншою. Знову замикаємо електричне коло й звертаємо увагу на відхилення стрілки амперметра та інтенсивність світіння лампочки.

Поясніть результати.

Сильні і слабкі електроліти. Електроліти за ступенем електролітичної дисоціації поділяють на сильні і слабкі.

Сильними вважають електроліти, ступінь дисоціації яких навіть у відносно концентрованих розчинах вищий за 30 %.

До сильних електролітів належать більшість солей, кислоти H₂SO₄, HNO₃, НСl і луги KOH, NaOH, Ва(ОН)₂.

Слабкими є електроліти, ступінь дисоціації яких навіть у розведених розчинах менший від 3 %.

До слабких електролітів належать більшість органічних кислот, неорганічні кислоти H₂CO₃, H₂S тощо, а також вода, амоній гідроксид і нерозчинні у воді основи й амфотерні гідроксиди.

Слабкі кислоти дисоціюють у водному розчині не повністю. Наприклад, під час дисоціації хлористої кислоти в розчині, поряд із йонами Н⁺ і СlO₂^-, наявні молекули НСlО₂. У цьому полягає головна відмінність слабких електролітів від сильних: у розведених розчинах сильних кислот майже немає молекул.

Електроліти, ступінь дисоціації яких більший за 3 %, але менший від 30 %, належать до електролітів середньої сили: Н₃РО₄, ΗΝΟ₂та ін.

Таким чином, ступінь дисоціації є кількісною характеристикою сили електроліту.

Поряд з електролітичною дисоціацією існує термічна дисоціація — розпад електролітів на йони, що відбувається під час розплавлення електролітів унаслідок нагрівання.

Основні поняття. Ступінь електролітичної дисоціації. Сильний електроліт. Слабкий електроліт. Електроліт середньої сили.

Запитання та завдання

°1. Як називають здатність електролітів розпадатися у водних розчинах на йони?

°2. Дайте визначення ступеня електролітичної дисоціації.

°3. Які електроліти називають сильними, а які — слабкими? Наведіть приклади.

°4. Від яких чинників залежить ступінь електролітичної дисоціації?

5. Чому ступінь електролітичної дисоціації слабких електролітів зі зменшенням концентрації розчину збільшується?

6. Назвіть основні положення теорії електролітичної дисоціації.

7. Наведіть по одному прикладу солей, унаслідок дисоціації яких кількістю речовини 1 моль утворюються йони кількістю речовини: а) 2; б) 3; в) 4 моль. Запишіть рівняння дисоціації цих солей.

8. Із списку наведених формул випишіть окремо формули: а) сильних електролітів; б) слабких електролітів; в) електролітів середньої сили:

Н₃РО₄, Cu(NO₃)₂, КСl, НСl, Na₂S, KOH, Na₂SO₄, H₂S.

9. Як ви вважаєте, чому фторидна кислота є слабким електролітом?

10. Запишіть формули речовин, які під час розчинення у воді дисоціюють на йони: Ζn²⁺ і NO₃^-, Fe³⁺ і Сl^-, Н⁺ і SO₄^2-, Ва²⁺ і ОН^-, Сr³⁺ і SO₄^2-.