Параллельные и последовательные реакции. Теории элементарного акта химической реакции. Теории кислот и оснований, страница 8

отсутствует, т.е. ионная атмосфера создаёт такой же потенциал, как и сфера, находящаяся на расстоянии 1/χ от центрального иона с равномерным распределением заряда по поверхности.                                 

Чем меньше 1/χ, тем больше Ψ_ц.а. и сильнее взаимодействие центрального иона.

 

 

   I – ввели Льюис и Ренделл для характеристики интенсивности электрического поля, возникающего из-за наличия ионов в растворе.

      1/χ≥ε, T  и 1/χ<I

Это теория, позволяющая рассчитать химический потенциал, γ и некоторые кинетические свойства.

Концентрационные границы применимости: I≤0,01

Для электролита типа 1-1:

 

Вычисление коэффициентов активности в рамках теории

               Дебая-Хюккеля.

Из экспериментов следует, что электролиты имеют одинаковый коэффициент активности при одинаковой ионной силе. γ_± имеет линейную зависимость от ионной силы: , до I<0,01, затем наблюдается отклонение. У электролитов с большим зарядом и при меньших температурах и меньшей диэлектрической проницаемости среды.

    

Если раствор сильного электролита достаточно (предельно) разбавлен, то расстояние между ионами будет велико, а энергией взаимодействия между ионами можно пренебречь. Такой раствор называют идеальным. Отклонение от идеальности обусловлено наличием зарядов на ионах.  идёт на преодоление электростатических взаимодействий иона и ионной атмосферы

 

.

Этот закон может быть использован в таком виде:

для электролитов 1-1 c≤0,05 моль/л;

для 1-2; 2-1 c≤0,005 моль/л;

Если ввести параметр наибольшего сближения ионов, тогда:

 

    c·I – вводится для учёта поляризации дипольных молекул растворителя вокруг

иона растворённого вещества и для учёта гидратных оболочек.

   c – const (здесь это не концентрация) определяется опытно, в таком виде формула работает до концентраций 1-2 моль/л.

         Вывод: теория Дебая-Хюккеля, основанная на представлении о объёмной атмосфере позволяет правильно рассчитать константы активности  при небольших концентрациях.

 

                                                                                   

                                                  3-е приближение

                                           2-е приближение

                              1-е приближение

  Термодинамические и практические константы равновесия,   

                                  влияние ионной силы.

       CH₃COOH            CH₃COO^- + H⁺

(1-α)·с                     α·c        α·c

 

     lg k_a

Электрическая проводимость растворов электролитов. Удельная, молярная и эквивалентная проводимость.

Электрическая проводимость – величина, обратная сопротивлению [Ом^-1];

  [Сименс]=[См].

     Растворы электролитов – проводники второго рода, т.к. они проводят электрический ток за счёт заряженный частиц – ионов (проводники первого рода – металлы, они проводят электрический ток за счёт заряженных частиц – свободных электронов (электронный газ)).

    Проводники первого рода - более эффективные.

     Удельная электрическая проводимость -  для проводников второго рода это проводимость такого объёма электролита, в котором содержится

1 моль растворённого вещества, помещённого между плоскопараллельными электродами, на расстоянии 1 метр (1 см), с площадью s=10^-3/ c, либо 10³/c.

 

Чтобы привести сравниваемые электролиты к единичному заряду используют эквивалентную проводимость.

    Эквивалентная проводимость – это проводимость такого объёма электролита, в котором содержится один грамм-эквивалент растворённого вещества, помещённый между плоскопараллельными электродами на расстоянии 1 м (1 см), площадью s=10^-3/ c, либо 10³/c.