Применение закона действующих масс к растворам слабых эектролитов.

К растворам слабых электролитов, как к равновесным гомоген­ным системам, приложим закон действующих масс. Например, сла­бая уксусная кислота диссоциирует по уравнению

В соответствии с законом действующих масс константа равновесия для этой реакции

4.44

где в квадратных скобках указаны равновесные концентрации (в моль/л).

Константа равновесия для случаев диссоциации молекул полу­чила название константы электролитической диссоциации. Эта константа у слабых электролитов не зависит от концентрации рас­твора (она зависит только от температуры). Так, константа диссоциации уксусной кислоты при 298 К К= 1,85·10^-5. Ее малое зна­чение свидетельствует о том, что равновесие в процессе диссоциа­ции уксусной кислоты в растворе устанавливается при большом избытке недиссоциированных молекул. Независимость этой кон­станты от разбавления хорошо подтверждается следующими дан­ными:

Константа электролитической диссоциации является характе­ристикой силы электролита. Чем константа диссоциации кислоты

или основания больше, тем сильнее данный электролит.

Константа диссоциации имеет постоянное значение (при данной температуре) только для слабых электролитов. Подобного постоян­ства для сильных электролитов не наблюдается.

Основываясь на законе действующих масс, можно вывести урав­нение, которое связывает константу электролитической диссоциа­ции К э

лектролита со степенью его диссоциации и с концентрацией раствора

4.45

Выведенная формула является аналитическим выражением так называемого закона разведения. Этот закон впервые был выведен В. Оствальдом. Он применим только к слабым одновалент­ным электролитам.

Поскольку концентрация есть величина, обратная разбавлению, т. е. C=1 /V, где V — объем раствора в литрах, содержащий 1 мо­лекулярную массу эквивалента электролита, то с учетом разбавле­ния (разведения) уравнение (4.45) примет следующий вид:

4.46

Величина а у слабых кислот очень мала, поэтому ею в знаменате­ле формулы (4.46) можно пренебречь, считая, что 1—a=1. С учетом этого уравнение (4.46) примет более простой вид:

4.47

Формула (4.47) позволяет вычислить степень электролитиче­ской диссоциации слабой кислоты или щелочи, когда константа К известна.

По величине константы диссоциации слабые электролиты делят­ся на умеренно слабые (К=10^-2—10^-4), слабые (К=10^-5—10^-9) и очень слабые (К= 10^-10 и меньше).

Опыт показывает, что для растворов сильных электролитов за­кон разведения Оствальда неприменим, так как для них величина К с увеличением концентрации непрерывно возрастает.