Dissotsilanish darajasi va dissotsilanish doimiysi

Dissotsilanish darajasi va dissotsilanish doimiysi

S. Arrenius nazariyasiga binoan elektrolitik dissotsilanish jarayoni qaytar reaksiyadir. Erituvchida eritilgan yoki suyuqlanmadagi elektrolit molekulalarining hammasi ham ionlarga ajralib ketmaydi. Elektrolitlarning dissotsilanishini miqdoriy ifodalash uchun dissotsilanish darajasi tushunchasi (α-alfa) kiritilgan. Dissotsilanish darajasi umuman eritilgan elektrolit molekulalaridan qancha qismi ionlarga ajralganini ko'rsatadi va ionlangan molekulalar sonining (n) umumiy eritilgan elektrolit molekulalari soni (N) ga nisbatiga tengdir:

α = n/N

ning qiymati o'lchov birligisiz (0-1) va foizlarda (0-100%) ifodalanadi.
Dissotsilanish darajasining qiymatiga ko'ra elektrolitlarni kuchli, oʻrta kuchli va kuchsiz elektrolitlarga ajratiladi. Agar elektrolitning dissotsilanish darajasi α<30% (0,3) boʻlsa-kuchsiz elektrolit, 30 < α < 60% (0,3 < α < 0,6) boʻlsa, oʻrta kuchli elektrolit, α > 60 (0,6) bo'lsa kuchli elektrolit deyiladi.
Dissotsilanish darajasining qiymati elektrolitning, hamda erituvchining tabiatiga, temperaturaga va eritma konsentratsiyasiga bog'liq bo'ladi.

Elektrolitlarning 0,1 n eritmalaridagi dissotsilanish darajalari:

Kuchsiz elektrolitlarning dissotsilanishini yanada aniqroq tavsiflash uchun dissotsilanish doimiysi tushunchasi kiritilgan. Har qanday kuchsiz elektrolit uchun dissotsilanish qaytar reaksiya KatnAnm ⇆nKatm++ mAnn- bo'lgani uchun muvozanat doimiysi ifodasi (Kmuv) kelib chiqadi:

Bunda: [Kat+]-kationning muvozanat konsentratsiyasi (mol/l); [An-]-anionlarning muvozanat konsentratsiyasi (mol/l); [KatnAnm] - elektrolitning muvozanat konsentratsiyasi (mol/l).

Bu ifodani kuchsiz elektrolit (CH3COOH - sirka kislota) uchun yozsak:

CH3COOH ⇄ H++ CH3COO-

Dissotsilanish doimiysining ma'nosi ayni temperaturada muvozanatda turgan ionlar konsentratsiyalari ko'paytmasining muvozanatdagi elektrolit konsentratsiyasiga nisbati o'zgarmas sondir.

Kdis qiymati erituvchining, elektrolitning tabiatiga va temperaturaga bog'liq bo'lib, eritma konsentratsiyasiga bog'liq emas. Kdis qiymati qanchalik katta bo'lsa, elektrolit shunchalik kuchli hisoblanadi. Agar HCOOH va CH3COOH larni oʻzaro solishtirsak: KHCOOH = 1,8•10-4 va KCH3COOH = 1,78•10-5. Bu chumoli kislotasi sirka kislotaga nisbatan 10 marta kuchli ekanligini ko'rsatadi.
Ma'lumki, ko'pchilik kislota va asoslar bosqichli dissotsilanadi. Fosfat kislota (H₃PO₄) ning uch bosqichli dissotsilanishi uchun 3 xil Kdis qiymati mavjud, ya'ni har bir bosqich o'ziga xos dissotsilanish doimiysi bilan tavsiflanadi:

I bosqich: H₃PO₄ ⇄ H+ + H₂PO₄-

II bosqich: H₂PO₄- ⇄ H+ + HPO₄2-

III bosqich: HPO₄- ⇄ H+ + PO₄3-

Bunday elektrolitlarning umumiy dissotsilanish doimiysi:

Ko'p negizli elektrolitlar uchun dissotsilanish bosqichi tartibi ortib borishi bilan Kdis. qiymati kamayib boradi, ya'ni ionning dissotsilanuvchanligi kamayib boradi: K₁> K₂ > K… > Κ.
Kuchsiz elektrolitlarning dissotsilanish darajasi (α), dissotsilanish doimiysi (Kdis) va eritmaning konsentratsiyalari (C) oʻrtasida o'zaro bog'lanish mavjud. Bu bog'lanishni sirka kislotasi eritmasi misolida ko'rib chiqaylik:

CH3COOH = H++ CH3COO- ga koʻra kislota toʻliq dissotsilanmaydi. Eritmadagi muvozanatda turgan ionlarning va dissotsilanmay qolgan kislotaning konsentratsiyasi quyidagicha bo'lsin:

[H+]=C•α; [CH3COO-]=C•α; [CH3COOH] = (1 - α) • C

Bu qiymatlarni Kdis formulasiga qo'ysak:

Agar kuchsiz elektrolitlar uchun α< 1 ekanligini e'tiborga olsak, tenglamaning maxrajidagi 1-α =1 boʻladi. Shunga koʻra, Kdis = a² C kelib chiqadi. Bundan α=√K/C boʻlib, uni Ostvaldning suyultirish qonunining matematik ifodasi deyiladi. Boshqa charoq aytganda, kuchsiz elektrolitning dissotsilanish darajasi shu elektrolit dissotsilanish doimiysining kvadrat ildiziga to'g'ri proporsional bo'lib, elektrolitning molyar konsentratsiyasi kvadrat ildiziga teskari proporsionaldir. Bu formulaning amaliy ahamiyati shundan iboratki, kuchsiz elektrolitning dissotsilanish darajasini oshirish uchun eritmani suyultirish, ya'ni erituvchi miqdorini oshirish bilan eritma konsentratsiyasini kamaytirish kerak.

Shu qoidaning isboti sifatida quyidagi ma'lumotlami keltirishmumkin. Sirka kislotasining turli konsentratsiyalari uchun 25°C dagi α ning qiymatlari:

Cm0,20,10,050,010,0050,001
α, %0,951,41,94,26,012,4