Stupeň oddělení slabých a silných elektrolytů

Termín "disociace" v chemii a biochemii označuje proces rozpadu chemických sloučenin na ionty a radikály. Disociace je opačný fenomén spojení nebo rekombinace a je reverzibilní. Disociace je kvantifikována množstvím, jako je stupeň disociace. Má označení písmen alfa- a charakterizuje v disociační reakci probíhající homogenní (homogenní) systémy podle rovnice: harr-K + A, stav rovnováhy. SC jsou částice počáteční látky, K a A jsou malé částice, do kterých se v důsledku disociace rozpadly větší částice hmoty. Z toho vyplývá, že v systému budou disociované a nedisociované částice. Pokud předpokládáme, že n molekuly se rozpadly, spíše než N molekuly se rozpadly, pak tato množství mohou být použita pro kvantifikaci disociace, která je vypočítána jako procento: alfa- = n • 100 / N nebo ve zlomcích jednotky: alfa- = n / N.

To znamená, že stupeň disociace je poměr disociovaných částic (molekul) homogenního systému (roztoku) k počátečnímu počtu částic (molekul) v tomto systému (řešení). Pokud je to známo alfa- = 5%, to znamená, že pouze 5 molekul ze 100 zdrojových molekul je ve formě iontů a zbývajících 95 molekul se nerozpadá. Pro každou konkrétní látku bude individuální alfa-, protože závisí na chemické povaze molekuly, a také na teplotě a na množství látek v homogenním systému (roztok), to znamená na jeho koncentraci. Silné elektrolyty, které obsahují některé kyseliny, báze a soli, se úplně rozpouštějí do iontů v roztoku, z tohoto důvodu nejsou vhodné pro studium procesu disociace. Proto se pro studium používají slabé elektrolyty, jejichž molekuly se v roztoku v iontovém roztoku zcela nereagují.

Pro reverzibilní reakci disociační konstantní disociace (Kd), charakterizující stav rovnováhy, je určen vztahem: Kd = [K] [A] / [KA]. Jak je konstanta a stupeň disociace navzájem spojeny, lze uvažovat příkladem slabého elektrolytu. Na základě zákona o zředění Ostwalda se staví všechny logické úvahy: Kd = c • alfa-2, kde c je koncentrace roztoku (v tomto případě c = [KA]). Je známo, že 1 mol látky se rozpustí v objemu roztoku V dm3. V počátečním stavu, může být koncentrace výchozího materiálu molekul vyjádřit: c = [SC] = 1 / V mol / dm3, a koncentrace iontů bude: [R] = [A] = 0 / V mol / dm3. Po dosažení rovnováhy se jejich hodnoty mění: [KA] = (1 - alfa -) / V mol / dm3 a [K] = [A] = je alfa- / V mol / dm3, pak Kd = (alfa- / V • alfa- / V) / (l- alfa -) / V = alfa-2 / (l- alfa-) • V. Případ malých disociačních elektrolytů, disociační stupeň (alfa), který se blíží nule, a objem roztoku může být vyjádřena z hlediska známé koncentraci: V = 1 / [SV] = 1 / s. Potom lze rovnici transformovat: Kd = alfa-2 / (l- alfa-) • V = alfa-2 / (1-0) • (1 / s) = alfa-2 • c, a, extrahující druhou odmocninu frakce Kd / s, můžeme vypočítat stupeň disociace alfa-. Tento zákon je platný, pokud alfa - hodně méně než 1.

U silných elektrolytů je vhodnější termín "zřejmý stupeň disociace". Je zjištěn jako poměr zdánlivého počtu disociovaných částic ke skutečnému nebo z definice vzorce izotonický koeficient (nazývaný faktorem Van`t Hoff a ukazuje skutečné chování látky v roztoku): alfa- (i-1) / (n-1). Zde je i izotonický koeficient a n je počet vytvořených iontů. U roztoků, jejichž molekuly se zcela rozpadly na ionty, alfa- asymp-1 a s klesající koncentrací alfa- stále tendenci 1. To vše je vysvětleno teorií silných elektrolytů, který uvádí, že pohyb kationtů a aniontů silných elektrolytů rozbité molekuly je obtížné z několika důvodů. Nejprve: ionty jsou obklopeny molekuly polárního rozpouštědla, tato elektrostatická interakce se nazývá solvatace. Za druhé, s opačným nábojem kationtů a aniontů v roztoku, v důsledku působení vzájemné přitažlivé síly vytvářejí vlivem nebo iontových párů. Associates se chovají stejně jako nedisociované molekuly.