Головна

ВСТУП | Класифікація | Властивості і галузі застосування | Глава 2. ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ ФІЗИЧНОЇ ХІМІЇ | закони термодинаміки | Глава 3. КЛАСИФІКАЦІЯ МЕТАЛУРГІЙНИХ ПРОЦЕСІВ | металургійні плавки | Промислові способи випалу і плавки | гідрометалургійні процеси | вилуговування |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати

електроліти

  1. Рідини та електроліти
  2. Випадок В. Несильні електроліти

розчини електролітівхарактеризуються електролітичної дисоціацією розчиненої речовини, вони здатні проводити електричний струм. Проходження струму через електроліти викликає перенесення речовини і різноманітні хімічні реакції на електродах, тобто на провідниках, що підводять струм (катоді і аноді). На відміну від металів, які відносять до провідників першого роду (переносники струму - електрони), електроліти - провідники другого роду (переносники струму - іони).

Відповідно до класичної теорії електролітіческойдіссоціаціі Аррениуса, В розчинах електролітів іони (катіони і аніони) існують незалежно від того, накладено чи ні зовнішнє електричні поле. Часткова дисоціація електролітів характеризується ступенем дисоціації a, Яка представляє собою відношення числа розпалися на іони молекул до загального числа молекул електроліту в розчині до дисоціації. Ступінь дисоціації залежить від природи і сили зв'язку між катіоном і аніоном в молекулі електроліту, а також від діелектричної проникності розчинника і його здатності сольватованих іони. величина a збільшується при зростанні розведення. Друге положення теорії Арреніуса полягає в тому, що розчини електролітів підпадають під дію законів розбавлених розчинів.

Електроліти, поведінка яких відповідає цим двом положенням, називаються слабкими(Наприклад, NH4ВІН, H3PO4, Багато органічні кислоти), для них a << 1. Інший клас електролітів, званих сильними(Наприклад, NaCl), Не підкоряється цим положенням. По суті сильні електроліти повністю диссоційовані (a @ 1).

Залежно від природи електроліту струм може переноситися в більшій чи меншій мірі катіонами або аніонами. Частка електрики, яка переноситься через електроліт даними іоном, називається його числом переносу. Числа переносу визначаються рухливістю іонів. Чим більше рухливість іона, тим більшу частку електрики він переносить. Рухливість іонів, в свою чергу, залежить від його розмірів і заряду. Істотно, що чисельні значення рухливості різних іонів у водних розчинах, незважаючи на значні відмінності в радіусах іонів, близькі один до одного. Це пояснюється гідратацією іонів. В розплавлених солях і шлаках явище гідратації (або сольватації) відсутній. Тому рухливості різних іонів помітно відрізняються один від одного в залежності від їх радіусів.

Із закону діючих мас слід, що твір активностей катіона Me+ і аніона A- при рівновазі системи "насичений розчин-тверда речовина" є постійною величиною, яка називається твором розчинності L. для реакції

Mem An (тв) m Me+p-p + N A-p-p

твір растворімостіравно:

У розведених розчинах з допустимої ступенем точності для розрахунків можна прийняти, що i = 1. Тоді твір растворімостівиражается через рівноважні концентрації іонів в такий спосіб:

L = [Me+]m [A-]n

Твір розчинності - це та межа, вище якого твір активностей або концентрацій іонів в розчині при заданої температурі бути не може. У ненасичених розчинах твір активностей або концентрацій менше одиниці. У таких розчинах здатні розчинятися додаткові кількості твердої речовини до тих пір, поки в системі не настане двухфазное рівновагу, яке задовольняє рівності L = [Me+]m [A-]n.

наближене сталість L дозволяє на практиці керувати рівновагою розчинення, домагаючись повноти осадження або, навпаки, повного перекладу речовини в розчин.

При необхідності розчинити речовину потрібно мати достатню кількість розчинника, а краще його надлишок, при якому концентрації і коефіцієнти активності іонів будуть малими величинами і твір їх буде менше твори розчинності Сприяти процесу розчинення, крім того, можна за рахунок зменшення тільки коефіцієнтів активності. Для цього в розчин вводять третій компонент-нейтральний по відношенню до розчинника і речовини, що розчиняється електроліт, дія якого проявляється через зміну іонної сили розчину, Що характеризує інтенсивність електричного поля, що діє на іони в розчині. Для поліпшення розчинення речовини MemAn аніони A- можна пов'язувати з будь-якими іншими катіонами в стійкі або малорозчинні сполуки. Тоді концентрація іонів A- в розчині знизиться і в ньому зможуть розчинитися додаткові кількості MemAn (тв).

Повнота осадження речовини досягається шляхом додавання в розчин іншого електроліту, що має загальний іон з першим електролітом (висолювання).

У гідрометалургії використовують виділення різних класів важкорозчинних сполук: гідроксидів або основних солей, сульфідів, солей неорганічних і органічних кислот. Наявні таблиці творів розчинності малорозчинних з'єднань забезпечують можливість кількісних розрахунків осадження у водних розчинах.

 



розчини | електроліз