ХІМІЯ - Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання

РОЗДІЛ І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ

 

6. Суміші речовин. Розчини

6.6. Електролітична дисоціація

6.6.4. Константа дисоціації

Як уже згадувалось, дисоціація — процес оборотний: паралельно з розщепленням молекул на йони відбуваються процеси сполучення йонів у молекули — асоціація. Під час дисоціації слабких електролітів, наприклад нітритної кислоти, у певний момент встановлюється динамічна рівновага:

Константу рівноваги для слабких електролітів називають константою дисоціації К2 (квадратними дужками позначено рівноважні концентрації йонів і недисоційованих молекул у розчині):

або в загальному вигляді: (де А- — аніон).

Константа дисоціації залежить від природи електроліту, природи розчинника і температури.

Що більше значення константи дисоціації, то легше електроліт розпадається на йони, то більше йонів у його розчині, то сильніший електроліт.

Константою дисоціації визначається сила кислоти: що вище К, що легше кислота дисоціює, то вона сильніша. Так, наприклад: K(HF) = 7,0 · 10-4, a K(HCN) = 8,0 · 10-10. Отже, плавикова кислота HF є сильнішою за ціанистоводневу HCN.

Константа дисоціації більш універсально та об’єктивно характеризує силу електроліту, ніж ступінь дисоціації, який залежить від концентрації електроліту.

Якщо кислота багатоосновна, то її дисоціація відбувається ступінчасто, а тому характеризується кільком значеннями константи дисоціації. Наприклад, при дисоціації ортофосфатної кислоти Н3РО4 на першій стад відділяється один протон:

встановлюється перша рівновага:

На другій стадії відділяється ще один протон:

встановлюється друга рівновага:

На третій стадії відділяється ще один протон:

встановлюється третя рівновага:

На першій стадії дисоціація відбувається найлегше, відрив йона Н+ від аніона (Н2РО4- і тим більше НРО42- на кожній наступній стадії є все більш утрудненим (збільшується енергія, яка необхідна для його відриву). Тому в розчині поряд з недисоційованими молекулами Н3РО4 є доволі багато йонів Н2РО4-, мало йонів НРО42- і дуже мало РО43-. Отже,

К1 > К2 > К3

Для сульфатної кислоти К1 = 1000, а К2 = 10-2. Отже, за першим ступенем дисоціації сульфатна кислота — сильна, за другим — слабка3.

Загальна константа дисоціації:

К = К1 х К2 х К3

Аналогічні процеси і співвідношення констант мають місце і під час дисоціації багатокислотних основ.

_____________________________________________________________

1 Інколи їх відносять до слабких.

2 У випадку із солями константу дисоціації іноді називають константою іонізації.

3 Іноді виділяють кислоти середньої сили з константою дисоціації в межах від 10-4 до 10-2.

Суперкислота — речовина або суміш речовин, кислотність якої є більшою за кислотність 100 %-ої сульфатної кислоти. Наприклад, прості суперкислоти — флуорсульфонова FSО3H і трифлуорметансульфонова CF3SО3H кислоти приблизно в тисячу разів сильніші за сульфатну; карборанова кислота Н(СНВ11Сl11) — найсильніша із суперкислот яку можна зберігати у скляному посуді; приблизно в мільйон разів сильніша за сульфатну.

На сьогодні найбільш сильною суперкислотною системою є комплексна сполука гідроген гексафлуорантимонат H[SbF6] (або фторсурм'яна кислота). Вона у 2 · 1019 разів сильніша за 100 %-ну сульфатну кислоту.

Термін «суперкислота» уведено Дж. Конантом 1927 р. для класифікації кислот, сильніших за звичайні мінеральні кислоти. За дослідження суперкислот Д. Ола був нагороджений Нобелівською премією 1994 р.



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити