Асоціації в розчинах електролітів
Лекція № 12. Теоретична електрохімія
При збільшенні концентрації розчинів електролітів створюються умови, коли за рахунок електростатичного взаємодії стає можливим утворення нових сполук - ассоциатов. На ймовірність утворення асоціатів вказав Н. Бьеррума. їм визначено то мінімальна відстань між іонами, при якому стає можливим утворення асоціатів. У симетричних електролітах утворюються нейтральні іонні пари. Ці іонні пари мають певний час життя, т. Е. Можна говорити про іонному рівновазі між іонної парою і тими іонами, які складають ці іонні пари. Розрізняють декілька видів іонних пар, що знаходяться в розчині:
2) гідратне (сольватно) -ионов пара K + (H2 O) An -;
3) гідратне (сольватно) -Поділ пара K + (H2 O) N An -;
Освіта іонних пар в розчині позначається на величині провідності розчину, причому поява і освіту нейтральних ассоциатов знижує провідність розчинів електролітів.
Для сильних електролітів, коли ступінь іонізації велика, константа іонізації залежить від концентрації, так як при накопиченні в розчині великого числа іонів позначається їх взаємний вплив. Коли розчинник має малу діелектричної проникністю (величина, що показує, у скільки разів слабшають сили взаємодії електричних зарядів при розташуванні цих зарядів в діелектрику в порівнянні з силами в вакуумі), створюються умови для електростатичного взаємодії сольватованих іонів протилежного знака. При цьому останні підходять один до одного на близьку відстань і утворюють іонну пару - складний агрегат, що складається з двох протилежно заряджених іонів, оточених молекулами розчинника, в якому електричні заряди взаємно компенсовані, це - асоціація.
де е - заряд електрона -16 x 10 19 Кл;
до - константа Больцмана = 1.38 x 10 23 Кдж / к;
Т - абсолютна температура;
Е - діелектрична проникність.
Асоціація іонів - освіту з протилежно заряджених іонів (в розчинах електролітів) особливого роду частинок-асоціатів, в яких іони утримуються за рахунок електростатичного взаємодії їх електричних зарядів в відповідно до закону Кулона. Процеси асоціації іонів підкоряються закону діючих мас, термодинамічних співвідношенням.
Найпростіші асоціати - іонні пари, нейтральні або електрично заряджені, термодинамічно стійкі частинки, що знаходяться в рівновазі з простими іонами.
Ступінь асоціації іонів залежить від природи розчинника, електроліту, температури, концетрации розчину. Вона зростає зі зменшенням діелектричної проникності розчинника внаслідок збільшення кулонівського тяжіння іонів.
Асоціація - об'єднання однорідних частинок в розчині.
Сольватація - взаємодія розчиненої речовини з розчинником. Молекулярні групи, сольвати, що утворилися в результаті взаємодії, шар молекул розчинника, пов'язаний з центральною часткою сольвату силами тяжіння - сольватна оболонка. Найменше число молекул, що утримуються в безпосередній близькості від сольватованих частки - координаційне число сольватації. Залежно від природи розчиненої речовини, сольвати можуть утворюватися різними шляхами. Іон-дипольномувзаємодія - при розчиненні речовин з іонним структурою молекули розчинника утримуються близько іона силами електростатичного притягання. Процес гідратації - взаємодія речовин з водою.