Դիսոցման հաստատուն

Կաղապար:Անաղբյուր Դիսոցման հաստատուն, հավասարակշռության հաստատուն, որը բնութագրում է նյութի հակումը դիսոցման, ինչպես կոմպլեքս աղերի դեպքում դիսոցումը մոլեկուլների, իսկ օրինակ աղի դեպքում՝ իոնների։ Դիցոցման հաստատունը հիմնականում նշանակում են K_d, որը ընդունվել է հաստատունների ասոցիացիայում։ Աղերի դեպքում դիսոցման հաստատունը անվանում են իոնական հաստատուն։

Ընդհանուր ռեակցիան տրվում է հետևյալ ձևով՝

${𝖠}_x{𝖡}_y\rightleftharpoons x𝖠+y𝖡$

որտեղ ${𝖠}_x{𝖡}_y$ նյութը դիսոցվում է x գործակցով A նյութի և y գործակցով B նյութի։ Այս դեպքում դիսոցման հաստատունը արտահայտվում է հետևյալ կերպ.

$K_d=\frac{[A{]}^x\times [B{]}^y}{[A_x{B}_y]}$

որտեղ [A], [B] և [A_xB_y] համապատասխանաբար A, B և A_xB_y նյութերի կոնցենտրացիաներն են։

Սահմանում

Թույլ էլեկտրոլիտների դեպքում էլեկտրոլիտիկ դիսոցումը, ըստ Արենիուսի թեորեմի դարձելի ռեակցիա է, որը սխեմատիկորեն կարելի է ներկայացնել հետևյալ ձևով. KA↔K⁺+A⁻, որտեղ՝

• KA դիսոցվող նյութն է,
• K⁺ կատիոնը,
• A⁻ անիոնը։

Հավասարակշռության հաստատունը այս դեպքում արտահայտվում է այս հավասարումով.

$K=\frac{\left[K^{+}\right]\left[A^{-}\right]}{\left[KA\right]}=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}=f\left(t\right)$,

(1)

որտեղ՝

• [KA]-ն լուծույթի կոնցենտրացիան է,
• [K⁺]-ը կատիոնների կոնցենտրացիան է լուծույթում,
• [A⁻]-ը անիոնների կոնցենտրացիան է լուծույթում։

Հավասարակշռության հաստատունը կիրառվում է դիցոցման ռեակցիաներում և կոչվում ՝ դիսոցման հաստատուն։

Էլեկտրոլիտների դիսոցումը միավալենտ իոնների

Էլեկտրոլիտի դիսոցումը միավալենտ իոնների հաճախ տեղի է ունենում մի քանի փուլով։

Օրինակ. 1 փուլ. $HOOCCOOH\leftrightarrow H^{+}+OOCCOO{H}^{-}$

2 փուլ. $OOCCOO{H}^{-}\leftrightarrow H^{+}+OOCCO{O}^{2-}$

$K_I=\frac{\left[H^{+}\right]\left[OOCCOO{H}^{-}\right]}{\left[HOOCCOOH\right]}=5,6\cdot 10^{-2}$

$K_{II}=\frac{\left[H^{+}\right]\left[OOCCO{O}^{2-}\right]}{\left[OOCCOO{H}^{-}\right]}=5,4\cdot 10^{-5}$

Դիսոցման հաստատունի և դիսոցման աստիճանի կապը

КА էլեկտրոլիտի դիսոցման հաստատունի և դիսոցման աստիճանի կապը արտահայտվում է հետևյալ կերպ՝ [A⁻]=[K⁺]=α·c, [KA]=c-α·c=c·(1-α), որտեղ α էլեկտրոլիտի դիսոցման աստիճանն է։ Այդ դեպքում՝

$K=\frac{\left[K^{+}\right]\left[A^{-}\right]}{\left[KA\right]}=\frac{\alpha \cdot c\cdot \alpha \cdot c}{c(1-\alpha )}=\frac{{\alpha }^2\cdot c}{1-\alpha }=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}$,

(2)

Այս հարաբերությունը անվանում են Օսվալդի նոսրացման կանոն։ Շատ փոքր α-ի (α«1) դեպքում՝ K=cα², որտեղից.

$\alpha =\sqrt{\frac{K}{c}}$

Դիսոցման հաստատունը ուժեղ էլեկտրոլիտներում

Ուժեղ էլեկտրոլիտները պրակտիկայում դիսոցվում են ամբողջությամբ, այս պատճառով արտահայտության հայտարարը հավասարվում է զրոյի, որի պատճառով արտահայտությունը ձգտում է անվերջության։ Այս դեպքում ուժեղ էլեկտրոլիտների համար «դիսոցման հաստատուն» արտահայտությունը կորցնում է իր իմաստը։

Հաշվարկների օրինակներ

Ջրի դիսոցումը

Ջուրը հանդիսանում է թույլ էլեկտրոլիտ և նրա դիսոցումը տեղի է ունենում այս հավասարումով.

${𝖧}_2𝖮\rightleftharpoons {𝖧}^{+}+{𝖮𝖧}^{-}$

Դիսոցման հաստատունը 25 °C կազմում է՝

$K_d=\frac{[{𝖧}^{+}]\cdot [{𝖮𝖧}^{-}]}{[{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮]}=1,83\cdot 10^{-16}:$

Քանի որ ջրային լուծույթների մեծ մասում հանդես է գալիս մոլեկուլային ջուրը, և հաշվի առնելով, որ ջրի մոլային բաժինը 18,0153 գ/մոլ է, խտությունը՝ 25 °C-ում, 997,07 գ/լ է, և մաքուր ջրի կոնցենտրացիան՝ [H₂O]=55,346 մոլ/լ է՝

$[{𝖧}^{+}]\cdot [{𝖮𝖧}^{-}]=10^{-14}$

Եթե ջրածնի իոնների և հիդրօքսիլ իոնների կոնցենտրացիաները հավասար են, կարող ենք գրել՝

$[{𝖧}^{+}]=[{𝖮𝖧}^{-}]=10^{-7}$

Այստեղից կարող ենք գտնել ջրի ջրածնական ցուցիչը.

$𝗉𝖧=-𝗅𝗀[{𝖧}^{+}]=7,0$

Թույլ թթուների դիսոցումը

Եկեք հաշվենք 0,01 Մ ֆտորաջրածնի դիսոցման աստիճանը և pH-ը։ Նրա դիսոցման հաստատունը կլինի՝

$K=\frac{[{𝖧}^{+}]\cdot [{𝖥}^{-}]}{[𝖧𝖥]}=6,61\cdot 10^{-4}$

Հաշվենք դիսոցման աստիճանը α-ի միջոցով։ Քանի որ [H⁺]=[F⁻] =Cα, իսկ [HF]=C(1-α), հետևաբար այս հարաբերությունը տեղադրելով բանաձևի մեջ կստանաք՝

$K=\frac{C^2{\alpha }^2}{C(1-\alpha )}=\frac{C{\alpha }^2}{1-\alpha }$

Լուծենք քառակուսային հավասարումը α-ի նկատմամբ.

$C{\alpha }^2+K\alpha -K=0$

$\alpha =\frac{-K+\sqrt{K^2+4CK}}{2C}=0,226$

Այս բանաձևի օգտագործումով ստանում ենք սխալ պատասխան մոտ 15 %-ով։

$\alpha =\sqrt{\frac{K}{c}}=0,257$

Արդեն ունենք դիսոցման հաստատունը և դիսոցման աստիճանը, կարող ենք որոշել լուծույթի ջրածնական ցուցիչը.

$𝗉𝖧=-𝗅𝗀[{𝖧}^{+}]=-𝗅𝗀(C\alpha )=-𝗅𝗀0.00226=2,65:$

Տես նաև

• Էլեկտրոլիտային դիսոցում
• Դիսոցման աստիճան
• Հավասարակշռության հաստատուն
• Քիմիական ռեակցիայի արագություն