Слабые электролиты - - это электролиты, которые в растворе неполностью диссоциируют на ионы

Свойства растворов слабых электролитов в значительной сте­пени обусловлены существующим в них равновесием между непродиссоциировавшими молекулами и ионами, которые образу­ются в результате частичной диссоциации молекул.

Реакция диссоциации слабых электролитов описывается за­коном действующих масс и характеризуется константой и сте­пенью диссоциации.

Константа диссоциации. Типичным слабым электролитом является уксусная кислота СН₃СООН, в водном растворе кото­рой одновременно находятся непродиссоциировавшие молеку­лы, ацетат-ионы СН₃СОО^- и катионы Н⁺:

СН₃СООН(р) ↔ СН₃СОО^-(р) + Н⁺(р)

Учитывая, что в растворе уксусной кислоты преобладают не­продиссоциировавшие молекулы (т. е. равновесие реакции дис­социации смещено влево), а концентрации ионов невелики, можно пренебречь небольшим отличием коэффициентов актив­ности f от единицы и получить следующее выражение закона действующих масс для реакции диссоциации уксусной кислоты:

K =([CH3COO^-][H⁺]) / [CH₃COOH]

где К — константа равновесия, которую для реакций диссоци­ации называют константой диссоциации или константой ионизации; [ СН₃СОО^-], [Н⁺] и [СН₃СООН] — равновесные кон­центрации ацетат-ионов, катионов водорода и молекул уксус­ной кислоты.

Степень диссоциации. Еще одной характеристикой процесса электролитической диссоциации слабого электролита является степень диссоциации, которую обозначают греческой буквой α.

Степень диссоциации — отношение концентрации продиссоциировавших на ионы молекул слабого электролита к их исходной концентрации в растворе:

α =с_дис / c

где с_дис — концентрация продиссоциировавших молекул; с -исходная концентрация слабого электролита.

В отличие от константы диссоциации степень диссоциации зависит от концентрации слабого электролита. С ростом кон­центрации она стремится к нулю, а при уменьшении концентра­ции — к единице.

Закон разведения Оствальда. Этот закон устанавливает взаимосвязь между константой и степенью диссоциации. Он был выведен немецким физикохимиком В. Оствальдом в 1888 г.

Для вывода этого закона выразим все равновесные концент­рации, входящие в уравнение для константы равновесия, через степень диссоциации и исходную концентрацию.

Из уравнения диссоциации уксусной кислоты видно, что концентрации катионов водорода и ацетат-ионов равны кон­центрации продиссоциировавших молекул:

С_дис = [Н⁺] = [ СН₃СОО^-]

а из уравнения для степени диссоциации следует, что концентрация продиссоцииро­вавших молекул может быть выражена как произведение степе­ни диссоциации и исходной концентрации:

С_дис = α с.

Следовательно, равновесные концентрации ионов в растворе ук­сусной кислоты тоже равны этому произведению:

[Н⁺] =[ СН₃СОО^-] = α с.

Равновесная концентрация непродиссоциировавших моле­кул уксусной кислоты меньше ее исходной концентрации на ве­личину С_дис:

[СН₈СООН] = с - с_дис.

Подставляя выражение с_дис, получаем

[СН₃СООН] =- с - α с = с(1 - α).

В уравнении для константы равновесия заменяем равновесные концентрации на их выражения через степень диссоциации и исходную концентра­цию:

К=(α с· α с) / (c·(1- α))

После сокращения числителя и знаменателя на с получаем ма­тематическое выражение закона разведения Оствальда:

К= α²с/ ·(1- α)