Stopnja disociacije šibkih in močnih elektrolitov

Izraz "disociacija" v kemiji in biokemiji se nanaša na proces razpadanja kemičnih spojin v ione in radikale. Disociacija je nasprotni pojav združevanja ali rekombinacije in je reverzibilen. Disociacija je kvantificirana s količino, kot je stopnja disociacije. Ima oznako črke alfa in karakterizira v reakciji disociacije v homogenih postopkih (homogenih) sistemov z enačbo: harr-K + A, stanje ravnovesja. SCs so delci začetne snovi, K in A pa so majhni delci, v katere so se večji delci snovi razgradili zaradi disociacije. Iz tega sledi, da bodo v sistemu prisotni disociirani in nerazdruženi delci. Če predpostavimo, da se n molekule razpadajo, namesto da bi molekule N razpadle, lahko te količine uporabimo za količinsko opredelitev disociacije, ki se izračuna kot odstotek: alfa- = n • 100 / N ali v delih enote: alfa- = n / N.

To pomeni, da je stopnja disociacije razmerje disociiranih delcev (molekul) homogenega sistema (raztopine) do začetnega števila delcev (molekul) v tem sistemu (raztopini). Če je to znano alfa- = 5%, to pomeni, da je samo 5 molekul iz 100 izvornih molekul v obliki ionov, preostalih 95 molekul pa se ne razpadajo. Za vsako posamezno snov alfa-bo individualna, saj je odvisna od kemijske narave molekule, pa tudi od temperature in količine snovi v homogenem sistemu (v raztopini), to je na njegovi koncentraciji. Močni elektroliti, ki vključujejo nekatere kisline, baze in soli, popolnoma raztopijo v raztopinah ionov, zato niso primerni za proučevanje procesa disociacije. Zato so za študijo uporabljeni šibki elektroliti, katerih molekule se v raztopini v raztopini ne raztopijo v celoti.

Za reverzibilno reakcijo disociacijska konstantna disociacija (Kd), ki označuje stanje ravnovesja, se določi s formulo: Kd = [K] [A] / [KA]. Kako sta konstanta in stopnja disociacije medsebojno povezana, se lahko obravnava na primeru šibkega elektrolita. Na podlagi zakona redčenja Ostwald se gradi logično sklepanje: Kd = c • alfa-2, kjer je c koncentracija raztopine (v tem primeru c = [KA]). Znano je, da se v prostornini raztopine V dm3 raztopi 1 mol snovi. V začetnem stanju se lahko izrazi koncentracija molekul začetne snovi: c = [KA] = 1 / V mol / dm3, koncentracije ionov pa bodo: [K] = [A] = 0 / V mol / dm3. Ko dosežemo ravnovesje, se njihove vrednosti spremenijo: [KA] = (1- alfa -) / V mol / dm3 in [K] = [A] = je alfa / V mol / dm3, potem je Kd = (alfa- / V • alfa- / V) / (1 - alfa -) / V = alfa-2 / (1 - alfa-) • V. Primer nekaj disociacijskih elektrolitov se upošteva, stopnja disociacije (alfa-) katere se približuje nič, volumen raztopine pa se lahko izrazi z znanimi koncentracijami: V = 1 / [KA] = 1 / s. Potem se lahko enačba preoblikuje: Kd = alfa-2 / (1 - alfa-) • V = alfa-2 / (1-0) • (1 / s) = alfa-2 • c, a, ekstrakcijo kvadratnega korena frakcije Kd / s, lahko izračunamo stopnjo disociacije alfa-. Ta zakon velja, če alfa - manj kot 1.

Za močne elektrolite je bolj primeren izraz "navidezna stopnja disociacije". Ugotovljeno je, da je razmerje med navideznim številom disociiranih delcev in dejanskimi ali definicijskimi formulami izotonični koeficient (imenovan faktor Van`t Hoff in prikazuje dejansko vedenje snovi v raztopini): alfa- = (i-1) / (n-1). Tu je i izotonski koeficient, n pa število nastalih ionov. Za rešitve, katerih molekule so se popolnoma razgradile v ione, alfa- asimp-1 in z zmanjševanjem koncentracije Vse to se kaže v 1. Vse to razlaga teorija močnih elektrolitov, ki trdi, da je gibanje kationov in anionov razgrajenih molekul močnega elektrolita težavno iz več razlogov. Prvič: ioni so obkroženi z molekulami polarnega topila, ta elektrostatična interakcija se imenuje solvation. Drugi: za razliko od nabranih kationov in anionov, ki so v raztopini, zaradi delovanja sile vzajemne privlačnosti tvori sodelavce ali ionske pare. Pridružene osebe se obnašajo enako kot ne-disociirane molekule.