मजबूत और कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के बीच भेद। समाधानों में मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स लगभग पूरी तरह से अलग हो जाते हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स के इस समूह में अधिकांश लवण, क्षार और शामिल हैं मजबूत अम्ल. कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स में कमजोर एसिड और कमजोर आधार और कुछ लवण शामिल हैं: पारा (II) क्लोराइड, पारा (II) साइनाइड, लोहा (III) थायोसाइनेट और कैडमियम आयोडाइड। उच्च सांद्रता पर मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में एक महत्वपूर्ण विद्युत चालकता होती है, और यह समाधानों के कमजोर पड़ने से थोड़ा बढ़ जाती है।
समाधान कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्सउच्च सांद्रता में, वे नगण्य विद्युत चालकता में भिन्न होते हैं, जो समाधानों के कमजोर पड़ने पर बहुत बढ़ जाती है।
जब किसी पदार्थ को किसी विलायक में घोला जाता है, तो सरल (गैर-सॉल्वेटेड) आयन बनते हैं, विलेय के तटस्थ अणु, सॉल्वेटेड (जलीय घोल में हाइड्रेटेड) आयन (उदाहरण के लिए, आदि), आयन जोड़े (या आयन जुड़वाँ), जो विपरीत रूप से चार्ज किए गए आयनों (उदाहरण के लिए) के इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से जुड़े समूह हैं, जिनमें से गैर-जलीय इलेक्ट्रोलाइट समाधानों, जटिल आयनों (उदाहरण के लिए), सॉल्वेटेड अणुओं, आदि के विशाल बहुमत में देखा जाता है।
मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के जलीय घोल में, केवल साधारण या सॉल्वेटेड केशन और आयन मौजूद होते हैं। उनके विलयनों में कोई विलेय अणु नहीं होते हैं। इसलिए, अणुओं की उपस्थिति या बीच या और में दीर्घकालिक बंधनों के अस्तित्व को मान लेना गलत है जलीय घोलसोडियम क्लोराइड।
कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के जलीय घोल में, विलेय सरल और सॉल्वेटेड (-हाइड्रेटेड) आयनों और अविघटित अणुओं के रूप में मौजूद हो सकता है।
गैर-जलीय समाधानों में, कुछ मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स (उदाहरण के लिए,) मध्यम उच्च सांद्रता पर भी पूरी तरह से अलग नहीं होते हैं। अधिकांश कार्बनिक विलायकों में, विपरीत आवेशित आयनों के आयन युग्मों का बनना देखा गया है (अधिक विवरण के लिए, पुस्तक 2 देखें)।
कुछ मामलों में यह संभव नहीं है तेज सीमामजबूत और कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के बीच।
आंतरिक बल। प्रत्येक स्वतंत्र रूप से चलने वाले आयन के चारों ओर आंतरिक बलों की कार्रवाई के तहत, अन्य आयनों को सममित रूप से समूहीकृत किया जाता है, विपरीत संकेत के साथ चार्ज किया जाता है, तथाकथित आयनिक वातावरण या आयनिक बादल बनाता है, जो समाधान में आयन की गति को धीमा कर देता है।
उदाहरण के लिए, एक समाधान में, क्लोराइड आयन गतिशील पोटेशियम आयनों के चारों ओर क्लस्टर करते हैं, और पोटेशियम आयनों का वातावरण क्लोराइड आयनों के पास बनाया जाता है।
आयन, जिनकी गतिशीलता इंटरियोनिक विस्तार की ताकतों से कमजोर होती है, समाधान में एक कम रासायनिक गतिविधि प्रदर्शित करते हैं। यह बड़े पैमाने पर कार्रवाई के कानून के शास्त्रीय रूप से मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के व्यवहार में विचलन का कारण बनता है।
किसी दिए गए इलेक्ट्रोलाइट के घोल में मौजूद विदेशी आयनों का भी उसके आयनों की गतिशीलता पर गहरा प्रभाव पड़ता है। सघनता जितनी अधिक होगी, इंटरनियोनिक इंटरैक्शन उतना ही महत्वपूर्ण होगा और विदेशी आयन मजबूत आयन गतिशीलता को प्रभावित करेंगे।
कमजोर अम्ल और क्षार के अणुओं में एक हाइड्रोजन या हाइड्रॉक्सिल बंधन होता है जो आयनिक के बजाय बड़े पैमाने पर सहसंयोजक होता है; इसलिए, सॉल्वैंट्स में कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स को भंग करते समय, जो डाओयू बड़े में भिन्न होते हैं परावैद्युतांक, के सबसेउनके अणु आयनों में नहीं टूटते।
मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान से भिन्न होते हैं, जिसमें वे असंगठित अणु नहीं होते हैं। इसकी पुष्टि आधुनिक भौतिक और भौतिक-रासायनिक अध्ययनों से होती है। उदाहरण के लिए, एक्स-रे प्रकार के मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के क्रिस्टल का अध्ययन इस तथ्य की पुष्टि करता है कि क्रिस्टल जालीलवण आयनों से निर्मित होते हैं।
एक उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक वाले विलायक में घुलने पर, आयनों के चारों ओर सॉल्वेट (पानी में हाइड्रेटेड) गोले बनते हैं, जो अणुओं में उनके संयोजन को रोकते हैं। इस प्रकार, चूंकि मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स, यहां तक कि क्रिस्टलीय अवस्था में, अणु नहीं होते हैं, वे समाधान में अणुओं को और भी अधिक नहीं रखते हैं।
हालांकि, यह प्रयोगात्मक रूप से पाया गया है कि मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के जलीय समाधानों की विद्युत चालकता विद्युत चालकता के बराबर नहीं है, जो आयनों में भंग इलेक्ट्रोलाइट्स के अणुओं के पृथक्करण के दौरान अपेक्षित हो सकती है।
अरहेनियस द्वारा प्रस्तावित इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत का उपयोग करते हुए, यह और कई अन्य तथ्यों की व्याख्या करना असंभव हो गया। उन्हें समझाने के लिए नए वैज्ञानिक प्रावधान सामने रखे गए।
वर्तमान में, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के गुणों के बीच विसंगति शास्त्रीय रूपबड़े पैमाने पर कार्रवाई के कानून को डेबी और हकेल द्वारा प्रस्तावित मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के सिद्धांत का उपयोग करके समझाया जा सकता है। इस सिद्धांत का मुख्य विचार यह है कि समाधानों में मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के आयनों के बीच आपसी आकर्षण बल उत्पन्न होते हैं। ये आंतरिक बल मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के व्यवहार को आदर्श समाधानों के नियमों से विचलित करने का कारण बनते हैं। इन अन्योन्यक्रियाओं की उपस्थिति से धनायनों और ऋणायनों की पारस्परिक मंदी होती है।
आंतरिक आकर्षण पर कमजोर पड़ने का प्रभाव। आंतरिक आकर्षण वास्तविक समाधानों के व्यवहार में उसी तरह विचलन का कारण बनता है जैसे वास्तविक गैसों में अंतर-आणविक आकर्षण आदर्श गैसों के नियमों से उनके व्यवहार में विचलन को मजबूर करता है। घोल की सघनता जितनी अधिक होगी, आयनिक वातावरण उतना ही सघन होगा और आयनों की गतिशीलता कम होगी, और इसलिए इलेक्ट्रोलाइट्स की विद्युत चालकता।
बिल्कुल एक वास्तविक गैस के गुणों के रूप में कम दबावएक आदर्श गैस के गुणों से संपर्क करें, इसलिए उच्च कमजोर पड़ने पर मजबूत इलेक्ट्रोलाइट समाधान के गुण आदर्श समाधान के गुणों के करीब आते हैं।
दूसरे शब्दों में, तनु विलयनों में, आयनों के बीच की दूरी इतनी बड़ी होती है कि आयनों द्वारा अनुभव किया जाने वाला पारस्परिक आकर्षण या प्रतिकर्षण अत्यंत छोटा होता है और व्यावहारिक रूप से शून्य हो जाता है।
इस प्रकार, उनके समाधान के कमजोर पड़ने पर मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स की विद्युत चालकता में देखी गई वृद्धि को आकर्षण और प्रतिकर्षण के आंतरिक बलों के कमजोर होने से समझाया जाता है, जिससे आयन आंदोलन की गति में वृद्धि होती है।
इलेक्ट्रोलाइट जितना कम वियोजित होता है और विलयन जितना पतला होता है, अंतराआयनिक उतना ही कम होता है विद्युत प्रभावऔर सामूहिक क्रिया के नियम से कम विचलन देखे जाते हैं, और, इसके विपरीत, समाधान की सघनता जितनी अधिक होती है, अंतरायनिक विद्युत प्रभाव उतना ही अधिक होता है और सामूहिक क्रिया के नियम से उतना ही अधिक विचलन देखा जाता है।
उपरोक्त कारणों से, अपने शास्त्रीय रूप में द्रव्यमान क्रिया का नियम मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के जलीय घोलों के साथ-साथ कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के केंद्रित जलीय समाधानों पर लागू नहीं किया जा सकता है।
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, 25-26 , 27-28 ,
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§ 6.3। मजबूत और कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स
इस खंड की सामग्री आंशिक रूप से आप पहले से अध्ययन किए गए स्कूल रसायन विज्ञान पाठ्यक्रमों और पिछले अनुभाग से परिचित हैं। आइए संक्षेप में समीक्षा करें कि आप क्या जानते हैं और नई सामग्री से परिचित हों।
पिछले अनुभाग में, हमने कुछ लवणों और कार्बनिक पदार्थों के जलीय विलयनों में व्यवहार पर चर्चा की थी जो जलीय विलयन में पूरी तरह से आयनों में विघटित हो जाते हैं।
कई सरल लेकिन निस्संदेह प्रमाण हैं कि जलीय घोल में कुछ पदार्थ कणों में विघटित हो जाते हैं। इस प्रकार, सल्फ्यूरिक एच 2 एसओ 4, नाइट्रिक एचएनओ 3, क्लोरीन एचसीएलओ 4, हाइड्रोक्लोरिक (हाइड्रोक्लोरिक) एचसीएल, एसिटिक सीएच 3 सीओओएच और अन्य एसिड के जलीय घोल में खट्टा स्वाद होता है। अम्ल के सूत्रों में, सामान्य कण हाइड्रोजन परमाणु है, और यह माना जा सकता है कि यह (आयन के रूप में) इन सभी अलग-अलग पदार्थों के समान स्वाद का कारण है।
जलीय घोल में पृथक्करण के दौरान बनने वाले हाइड्रोजन आयन घोल को खट्टा स्वाद देते हैं, इसीलिए ऐसे पदार्थों को एसिड कहा जाता है। प्रकृति में केवल हाइड्रोजन आयनों का स्वाद खट्टा होता है। वे एक जलीय घोल में तथाकथित अम्लीय (अम्लीय) वातावरण बनाते हैं।
याद रखें, जब आप "हाइड्रोजन क्लोराइड" कहते हैं, तो आपका मतलब इस पदार्थ की गैसीय और क्रिस्टलीय अवस्था से है, लेकिन एक जलीय घोल के लिए आपको "हाइड्रोक्लोरिक एसिड समाधान", "हाइड्रोक्लोरिक एसिड" या सामान्य नाम "हाइड्रोक्लोरिक एसिड" का उपयोग करना चाहिए, हालांकि किसी भी अवस्था में पदार्थ की संरचना एक ही सूत्र द्वारा व्यक्त की जाती है - एचसीएल।
लिथियम (LiOH), सोडियम (NaOH), पोटेशियम (KOH), बेरियम (Ba (OH) 2), कैल्शियम (Ca (OH) 2) और अन्य धातुओं के हाइड्रॉक्साइड्स के जलीय घोल में एक ही अप्रिय कड़वा-साबुन स्वाद और कारण होता है हाथों की त्वचा पर फिसलने का एहसास। जाहिर है, ओएच-हाइड्रॉक्साइड आयन, जो ऐसे यौगिकों का हिस्सा हैं, इस संपत्ति के लिए जिम्मेदार हैं।
हाइड्रोक्लोरिक एचसीएल, हाइड्रोब्रोमिक एचबीआर और हाइड्रोआयोडिक एचआई एसिड अपनी अलग संरचना के बावजूद जिंक के साथ समान तरीके से प्रतिक्रिया करते हैं, क्योंकि यह एसिड नहीं है जो वास्तव में जिंक के साथ प्रतिक्रिया करता है:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H2,
और हाइड्रोजन आयन:
Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2,
तथा हाइड्रोजन गैस तथा जिंक आयन बनते हैं।
कुछ नमक समाधानों का मिश्रण, उदाहरण के लिए, पोटेशियम क्लोराइड KCl और सोडियम नाइट्रेट NaNO 3, ध्यान देने योग्य थर्मल प्रभाव के साथ नहीं है, हालांकि समाधान के वाष्पीकरण के बाद, चार पदार्थों के क्रिस्टल का मिश्रण बनता है: मूल वाले - पोटेशियम क्लोराइड और सोडियम नाइट्रेट - और नए - पोटेशियम नाइट्रेट KNO 3 और सोडियम क्लोराइड NaCl। यह माना जा सकता है कि समाधान में, दो प्रारंभिक लवण पूरी तरह से आयनों में विघटित हो जाते हैं, जो इसके वाष्पीकरण पर चार बनाते हैं क्रिस्टलीय पदार्थ:
इस जानकारी की तुलना पानी की विद्युत चालकता से करें एसिड समाधान, हाइड्रॉक्साइड और लवण, और कई अन्य प्रावधानों के साथ, 1887 में एस.ए. अरहेनियस ने इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की परिकल्पना को सामने रखा, जिसके अनुसार एसिड, हाइड्रॉक्साइड और लवण के अणु, पानी में घुलने पर आयनों में अलग हो जाते हैं।
इलेक्ट्रोलिसिस उत्पादों का अध्ययन आपको आयनों को सकारात्मक या नकारात्मक आरोप लगाने की अनुमति देता है। जाहिर है, अगर एक एसिड, उदाहरण के लिए, नाइट्रिक एचएनओ 3, अलग हो जाता है, मान लीजिए, दो आयनों में और कैथोड (नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोड) पर एक जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान हाइड्रोजन जारी किया जाता है, तो, सकारात्मक चार्ज हाइड्रोजन आयन होते हैं समाधान में एच +। तब हदबंदी समीकरण इस प्रकार लिखा जाना चाहिए:
एचएनओ 3 \u003d एच + +।
इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण- पानी के अणु (या अन्य विलायक) के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप आयनों में पानी में घुलने पर यौगिक का पूर्ण या आंशिक अपघटन।
इलेक्ट्रोलाइट्स- अम्ल, क्षार या लवण, जिनके जलीय घोल आचरण करते हैं बिजलीपृथक्करण के परिणामस्वरूप।
वे पदार्थ जो जलीय विलयन में आयनों में वियोजित नहीं होते हैं और जिनके विलयन विद्युत का चालन नहीं करते हैं, कहलाते हैं गैर इलेक्ट्रोलाइट्स.
इलेक्ट्रोलाइट्स का पृथक्करण मात्राबद्ध है पृथक्करण की डिग्री- आयनों में विघटित "अणुओं" (सूत्र इकाइयों) की संख्या का अनुपात कुल गणनाविलेय के "अणु"। हदबंदी की डिग्री निरूपित है ग्रीक अक्षर. उदाहरण के लिए, यदि विलेय के प्रत्येक 100 "अणुओं" में से 80 आयनों में विघटित हो जाते हैं, तो विलेय के पृथक्करण की डिग्री है: = 80/100 = 0.8, या 80%।
अलग करने की क्षमता के अनुसार (या, जैसा कि वे कहते हैं, "ताकत से"), इलेक्ट्रोलाइट्स में विभाजित हैं बलवान,
मध्यमतथा कमज़ोर. पृथक्करण की डिग्री के अनुसार, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में वे शामिल होते हैं जिनके समाधान> 30%, कमजोर वाले -< 3%, к средним – 3% 30%. Сила электролита –
величина, зависящая от концентрации вещества,
температуры, природы растворителя и др.
जलीय घोल के मामले में, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स(> 30%) यौगिकों के निम्नलिखित समूहों से संबंधित हैं।
1
. कई अकार्बनिक एसिड, जैसे हाइड्रोक्लोरिक एचसीएल, नाइट्रिक एचएनओ 3, सल्फ्यूरिक एच 2 एसओ 4 पतला समाधान में। सबसे मजबूत अकार्बनिक एसिड पर्क्लोरिक एचसीएलओ 4 है।
एसिड बनाने वाले तत्वों के उपसमूह को नीचे ले जाने पर गैर-ऑक्सीजन एसिड की ताकत एक ही प्रकार के यौगिकों की श्रृंखला में बढ़ जाती है:
एचसीएल-HBr-हाय।
हाइड्रोफ्लोरिक (हाइड्रोफ्लोरिक) एसिड एचएफ ग्लास को घोलता है, लेकिन यह इसकी ताकत का संकेत नहीं देता है। ऑक्सीजन रहित हैलोजन युक्त एसिड से यह एसिड मध्यम-शक्ति वाले एसिड के कारण होता है उच्च ऊर्जाएच-एफ बांड, मजबूत हाइड्रोजन बांड के कारण एचएफ अणुओं को एकजुट (सहयोग) करने की क्षमता, आयनों और अन्य अधिक जटिल कणों के गठन के साथ एचएफ अणुओं (हाइड्रोजन बांड) के साथ एफ आयनों की बातचीत। नतीजतन, इस एसिड के जलीय घोल में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता काफी कम हो जाती है, इसलिए हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को मध्यम शक्ति का माना जाता है।
समीकरण के अनुसार, हाइड्रोजन फ्लोराइड सिलिकॉन डाइऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो कांच का हिस्सा है:SiO 2 + 4HF \u003d SiF 4 + 2H 2 O।
हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को कांच के बर्तन में नहीं रखना चाहिए। इसके लिए सीसे, कुछ प्लास्टिक और कांच के बर्तनों का उपयोग किया जाता है, जिनकी दीवारें अंदर से पैराफिन की मोटी परत से ढकी होती हैं। यदि हाइड्रोजन फ्लोराइड गैस का उपयोग कांच को "खोदने" के लिए किया जाता है, तो कांच की सतह मैट बन जाती है, जिसका उपयोग कांच पर शिलालेख और विभिन्न पैटर्न लगाने के लिए किया जाता है। हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के एक जलीय घोल के साथ कांच को "नक़्क़ाशी" करने से कांच की सतह का क्षरण होता है, जो पारदर्शी रहता है। बिक्री पर आमतौर पर हाइड्रोफ्लोरिक एसिड का 40% समाधान होता है।
एक ही प्रकार के ऑक्सीजन एसिड की ताकत विपरीत दिशा में बदलती है, उदाहरण के लिए, आयोडिक एसिड HIO4 पर्क्लोरिक एसिड HClO4 से कमजोर है।
यदि कोई तत्व कई ऑक्सीजन एसिड बनाता है, तो जिस एसिड में एसिड बनाने वाले तत्व की वैलेंस सबसे अधिक होती है, उसमें सबसे बड़ी ताकत होती है। तो, एसिड की श्रृंखला में एचसीएलओ (हाइपोक्लोरस) - एचसीएलओ 2 (क्लोरिक) - एचसीएलओ 3 (क्लोरिक) - एचसीएलओ 4 (क्लोरिक), बाद वाला सबसे मजबूत है।
पानी की एक मात्रा क्लोरीन की लगभग दो मात्राओं को घोलती है। क्लोरीन (इसका लगभग आधा) पानी के साथ परस्पर क्रिया करता है:
सीएल 2 + एच 2 ओ \u003d एचसीएल + एचसीएलओ।
हाइड्रोक्लोरिक एसिड मजबूत है, इसके जलीय घोल में व्यावहारिक रूप से एचसीएल अणु नहीं होते हैं। प्रतिक्रिया के लिए सही समीकरण है:
सीएल 2 + एच 2 ओ \u003d एच + + सीएल - + एचसीएलओ - 25 केजे / मोल।
परिणामी घोल को क्लोरीन पानी कहा जाता है।
हाइपोक्लोरस तेजाब- एक तेजी से काम करने वाला ऑक्सीकरण एजेंट, इसलिए इसका उपयोग कपड़ों के विरंजन के लिए किया जाता है।
2 . समूह I और II के मुख्य उपसमूहों के तत्वों के हाइड्रॉक्साइड्स आवधिक प्रणाली: LiOH, NaOH, KOH, Ca (OH) 2, आदि। उपसमूह को नीचे ले जाने पर, तत्व के धात्विक गुणों में वृद्धि के साथ, हाइड्रॉक्साइड की ताकत बढ़ जाती है। समूह I तत्वों के मुख्य उपसमूह के घुलनशील हाइड्रॉक्साइड्स को क्षार के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
जल में घुलनशील क्षारों को क्षार कहते हैं। इनमें समूह II (क्षारीय पृथ्वी धातु) और अमोनियम हाइड्रॉक्साइड (अमोनिया का एक जलीय घोल) के मुख्य उपसमूह के तत्वों के हाइड्रॉक्साइड भी शामिल हैं। कभी-कभी क्षार वे हाइड्रॉक्साइड होते हैं जो जलीय घोल में हाइड्रॉक्साइड आयनों की उच्च सांद्रता बनाते हैं। पुराने साहित्य में, आप पोटेशियम कार्बोनेट K 2 CO 3 (पोटाश) और सोडियम Na 2 CO 3 (सोडा), सोडियम बाइकार्बोनेट NaHCO 3 पा सकते हैं ( पीने का सोडा), बोरेक्स ना 2 बी 4 ओ 7, सोडियम हाइड्रोसल्फ़ाइड्स NaHS और पोटेशियम KHS, आदि।
एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड Ca (OH) 2 एक चरण में अलग हो जाता है:
सीए (ओएच) 2 \u003d सीए 2+ + 2ओएच -।
3 . लगभग सभी लवण। नमक, यदि यह एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट है, एक चरण में अलग हो जाता है, उदाहरण के लिए फेरिक क्लोराइड:
FeCl 3 \u003d Fe 3+ + 3Cl -।
जलीय घोल के मामले में, कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स ( < 3%) относят перечисленные ниже соединения.
1 . पानी H2O सबसे महत्वपूर्ण इलेक्ट्रोलाइट है।
2
. कुछ अकार्बनिक और लगभग सभी कार्बनिक अम्ल: H 2 S (हाइड्रोसल्फाइड), H 2 SO 3 (सल्फ्यूरस), H 2 CO 3 (कार्बोनिक), HCN (हाइड्रोसायनिक), H 3 PO 4 (फॉस्फोरिक, ऑर्थोफॉस्फोरिक), H 2 SiO 3 (सिलिकॉन), एच 3 बीओ 3 (बोरिक, ऑर्थोबोरिक), सीएच 3 सीओओएच (एसिटिक), आदि।
ध्यान दें कि कार्बोनिक एसिड सूत्र एच 2 सीओ 3 में मौजूद नहीं है। भंग होने पर कार्बन डाइआक्साइडपानी में सीओ 2 अपना हाइड्रेट सीओ 2 एच 2 ओ बनाता है, जिसे हम सूत्र एच 2 सीओ 3 द्वारा गणना की सुविधा के लिए लिखते हैं, और हदबंदी प्रतिक्रिया के लिए समीकरण इस तरह दिखता है:
कमजोर कार्बोनिक एसिड का पृथक्करण दो चरणों में होता है। परिणामी बाइकार्बोनेट आयन भी एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट की तरह व्यवहार करता है।
अन्य पॉलीबेसिक एसिड उसी तरह अलग हो जाते हैं: एच 3 पीओ 4 (फॉस्फोरिक), एच 2 सीओओ 3 (सिलिकॉन), एच 3 बीओ 3 (बोरिक)। एक जलीय घोल में, पृथक्करण व्यावहारिक रूप से केवल पहले चरण से गुजरता है। अंतिम चरण के साथ पृथक्करण कैसे करें?
3
. कई तत्वों के हाइड्रॉक्साइड, जैसे अल (ओएच) 3, क्यू (ओएच) 2, फे (ओएच) 2, फे (ओएच) 3, आदि।
ये सभी हाइड्रॉक्साइड चरणों में एक जलीय घोल में अलग हो जाते हैं, उदाहरण के लिए, आयरन हाइड्रॉक्साइड
फे (ओएच) 3:
एक जलीय घोल में, पृथक्करण व्यावहारिक रूप से केवल पहले चरण के माध्यम से आगे बढ़ता है। Fe 3+ आयनों के निर्माण की दिशा में संतुलन कैसे बदलें?
तत्व की वैलेंस में कमी के साथ एक ही तत्व के हाइड्रॉक्साइड के मुख्य गुण बढ़ जाते हैं। इस प्रकार, आयरन डाइहाइड्रॉक्साइड Fe (OH) 2 के मुख्य गुण Fe (OH) 3 ट्राइहाइड्रॉक्साइड की तुलना में अधिक स्पष्ट होते हैं। यह कथन समतुल्य है एसिड गुण Fe(OH) 3, Fe(OH) 2 की तुलना में अधिक स्पष्ट है।
4
. अमोनियम हाइड्रॉक्साइड एनएच 4 ओएच।
जब गैसीय अमोनिया NH 3 को पानी में घोल दिया जाता है, तो एक ऐसा घोल प्राप्त होता है जो बहुत खराब तरीके से बिजली का संचालन करता है और इसमें कड़वा-साबुन स्वाद होता है। समाधान माध्यम बुनियादी या क्षारीय है। अमोनिया के इस व्यवहार को इस प्रकार समझाया गया है। जब अमोनिया को पानी में घोला जाता है, तो अमोनिया हाइड्रेट NH 3 H 2 O बनता है, जिसके लिए हम सशर्त रूप से गैर-मौजूद अमोनियम हाइड्रॉक्साइड NH 4 के सूत्र का श्रेय देते हैं। OH, यह मानते हुए कि यह यौगिक अमोनियम आयन और हाइड्रॉक्साइड आयन OH के गठन के साथ अलग हो जाता है -:
एनएच 4 ओएच \u003d + ओएच -।
5 . कुछ लवण: जिंक क्लोराइड ZnCl 2, आयरन थायोसाइनेट Fe (NCS) 3, पारा साइनाइड Hg (CN) 2, आदि। ये लवण चरणों में अलग हो जाते हैं।
मध्यम शक्ति के इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए, कुछ में फॉस्फोरिक एसिड H3PO4 शामिल हैं। हम फॉस्फोरिक एसिड को एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट मानेंगे और इसके पृथक्करण के तीन चरण लिखेंगे। केंद्रित समाधानों में सल्फ्यूरिक एसिड मध्यम शक्ति के इलेक्ट्रोलाइट की तरह और बहुत ही व्यवहार करता है केंद्रित समाधानएक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट के रूप में। आगे हम सल्फ्यूरिक एसिड को एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट के रूप में मानेंगे और एक चरण में इसके पृथक्करण के लिए समीकरण लिखेंगे।
इलेक्ट्रोलाइट का पृथक्करण मात्रात्मक रूप से हदबंदी की डिग्री की विशेषता है। हदबंदी की डिग्री ए–आयनों N diss में विघटित अणुओं की संख्या का अनुपात है।,भंग इलेक्ट्रोलाइट अणुओं की कुल संख्या एन :
एक =
एकआयनों में विघटित इलेक्ट्रोलाइट अणुओं का अंश है।
इलेक्ट्रोलाइट पृथक्करण की डिग्री कई कारकों पर निर्भर करती है: इलेक्ट्रोलाइट की प्रकृति, विलायक की प्रकृति, समाधान की एकाग्रता और तापमान।
अलग करने की क्षमता के अनुसार, इलेक्ट्रोलाइट्स को सशर्त रूप से मजबूत और कमजोर में विभाजित किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइट्स जो केवल आयनों के रूप में समाधान में मौजूद होते हैं, कहलाते हैं बलवान . इलेक्ट्रोलाइट्स, जो एक विघटित अवस्था में आंशिक रूप से अणुओं के रूप में और आंशिक रूप से आयनों के रूप में होते हैं, कहलाते हैं कमज़ोर .
मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में लगभग सभी लवण, कुछ एसिड शामिल हैं: एच 2 एसओ 4, एचएनओ 3, एचसीएल, एचआई, एचसीएलओ 4, क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के हाइड्रॉक्साइड (परिशिष्ट, तालिका 6 देखें)।
मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण की प्रक्रिया अंत तक जाती है:
HNO 3 \u003d H + + NO 3 -, NaOH \u003d Na + + OH -,
और समान चिह्न पृथक्करण समीकरणों में रखे जाते हैं।
मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के संबंध में, "हदबंदी की डिग्री" की अवधारणा है सशर्त. « स्पष्ट" हदबंदी की डिग्री (एप्रत्येक) सत्य के नीचे (परिशिष्ट देखें, तालिका 6)। एक समाधान में एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट की एकाग्रता में वृद्धि के साथ, विपरीत रूप से आवेशित आयनों की परस्पर क्रिया बढ़ जाती है। पर्याप्त रूप से एक-दूसरे के पास आने पर, वे सहयोगी बन जाते हैं। उनमें आयन प्रत्येक आयन के चारों ओर ध्रुवीय पानी के अणुओं की परतों से अलग होते हैं। यह समाधान की विद्युत चालकता में कमी को प्रभावित करता है, अर्थात। अपूर्ण पृथक्करण का प्रभाव निर्मित होता है।
इस प्रभाव को ध्यान में रखने के लिए, गतिविधि गुणांक जी पेश किया जाता है, जो समाधान की बढ़ती एकाग्रता के साथ घटता है, 0 से 1 तक भिन्न होता है। मात्रात्मक रूप से मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान के गुणों का वर्णन करने के लिए, एक मात्रा जिसे कहा जाता है गतिविधि (एक).
आयन की गतिविधि के रूप में समझा जाता है प्रभावी एकाग्रतायह, जिसके अनुसार यह रासायनिक प्रतिक्रियाओं में कार्य करता है।
आयन गतिविधि ( एक) इसकी दाढ़ एकाग्रता के बराबर है ( से) गतिविधि कारक (जी) से गुणा:
एक = जी से.
एकाग्रता के बजाय गतिविधि का उपयोग समाधान के लिए आदर्श समाधानों के लिए स्थापित नियमितताओं को लागू करना संभव बनाता है।
कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स में कुछ खनिज (HNO2, H2SO3, H2S, H2SiO3, HCN, H3PO4) और अधिकांश कार्बनिक अम्ल(CH 3 COOH, H 2 C 2 O 4, आदि), अमोनियम हाइड्रॉक्साइड NH 4 OH और सभी आधार जो पानी, कार्बनिक अमाइन में थोड़ा घुलनशील हैं।
कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स का पृथक्करण प्रतिवर्ती है। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में, आयनों और असंगठित अणुओं के बीच एक संतुलन स्थापित किया जाता है। संबंधित पृथक्करण समीकरणों में, उत्क्रमणीयता ("") का चिन्ह लगाया जाता है। उदाहरण के लिए, कमजोर एसिटिक एसिड के लिए पृथक्करण समीकरण इस प्रकार लिखा गया है:
सीएच 3 सीओओएच «सीएच 3 सीओओ - + एच +।
एक कमजोर बाइनरी इलेक्ट्रोलाइट के समाधान में ( केए) निम्नलिखित संतुलन स्थापित किया जाता है, जिसे एक संतुलन स्थिरांक द्वारा वर्णित किया जाता है जिसे पृथक्करण स्थिरांक कहा जाता है प्रतिडी:
केए "के + + ए -,
.
यदि 1 लीटर घोल में घोल दिया जाए सेइलेक्ट्रोलाइट के मोल्स केएऔर पृथक्करण की डिग्री एक के बराबर है, जिसका अर्थ है कि अलग हो गया ए.एसइलेक्ट्रोलाइट के मोल्स और प्रत्येक आयन के अनुसार बनाया गया था ए.एसतिल। असम्बद्ध अवस्था में रहता है ( से – ए.एस) तिल केए.
केए «के + + ए -।
सी - एसी एसी एसी
फिर हदबंदी स्थिरांक के बराबर होगा:
(6.1)
चूँकि पृथक्करण स्थिरांक एकाग्रता पर निर्भर नहीं करता है, व्युत्पन्न संबंध एक कमजोर बाइनरी इलेक्ट्रोलाइट के पृथक्करण की डिग्री की निर्भरता को उसकी एकाग्रता पर निर्भर करता है। समीकरण (6.1) दर्शाता है कि किसी विलयन में दुर्बल विद्युत अपघट्य की सांद्रता में कमी से इसके वियोजन की मात्रा बढ़ जाती है। समीकरण (6.1) व्यक्त करता है ओस्टवाल्ड का तनुकरण नियम .
बहुत कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए (at एक<<1), уравнение Оствальда можно записать следующим образом:
प्रतिडी एक 2 सी, या एक» (6.2)
प्रत्येक इलेक्ट्रोलाइट के लिए पृथक्करण स्थिरांक एक दिए गए तापमान पर स्थिर होता है, यह समाधान की एकाग्रता पर निर्भर नहीं करता है और इलेक्ट्रोलाइट की आयनों में विघटित होने की क्षमता को दर्शाता है। उच्च केडी, जितना अधिक इलेक्ट्रोलाइट आयनों में अलग हो जाता है। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण स्थिरांक सारणीबद्ध हैं (देखें परिशिष्ट, तालिका 3)।
मजबूत और कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स
कुछ इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में, अणुओं का केवल एक हिस्सा अलग हो जाता है। इलेक्ट्रोलाइट की ताकत की मात्रात्मक विशेषता के लिए, हदबंदी की डिग्री की अवधारणा पेश की गई थी। आयनों में वियोजित अणुओं की संख्या तथा विलेय के कुल अणुओं की संख्या के अनुपात को पृथक्करण की कोटि कहते हैं।
जहाँ C पृथक्कृत अणुओं की सांद्रता है, mol/l;
सी 0 - समाधान की प्रारंभिक एकाग्रता, मोल / एल।
हदबंदी की डिग्री के अनुसार, सभी इलेक्ट्रोलाइट्स को मजबूत और कमजोर में विभाजित किया जाता है। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में वे शामिल हैं जिनकी हदबंदी की डिग्री 30% (ए> 0.3) से अधिक है। इसमे शामिल है:
मजबूत एसिड (एच 2 एसओ 4, एचएनओ 3, एचसीएल, एचबीआर, एचआई);
· घुलनशील हाइड्रॉक्साइड्स, NH 4 OH को छोड़कर;
घुलनशील लवण।
मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स का इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण अपरिवर्तनीय रूप से आगे बढ़ता है
एचएनओ 3® एच + + नहीं - 3।
कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स की पृथक्करण डिग्री 2% से कम होती है (ए< 0,02). К ним относятся:
कमजोर अकार्बनिक एसिड (एच 2 सीओ 3, एच 2 एस, एचएनओ 2, एचसीएन, एच 2 सीओओ 3, आदि) और सभी कार्बनिक, उदाहरण के लिए, एसिटिक एसिड (सीएच 3 सीओओएच);
· अघुलनशील हाइड्रॉक्साइड, साथ ही घुलनशील हाइड्रॉक्साइड NH 4 OH;
अघुलनशील लवण।
हदबंदी की डिग्री के मध्यवर्ती मूल्यों वाले इलेक्ट्रोलाइट्स को मध्यम शक्ति के इलेक्ट्रोलाइट्स कहा जाता है।
पृथक्करण की डिग्री (ए) निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करती है:
इलेक्ट्रोलाइट की प्रकृति पर, अर्थात् रासायनिक बंधों के प्रकार पर; पृथक्करण सबसे अधिक ध्रुवीय बंधों के स्थल पर सबसे आसानी से होता है;
विलायक की प्रकृति से - उत्तरार्द्ध जितना अधिक ध्रुवीय होता है, उसमें पृथक्करण प्रक्रिया उतनी ही आसान होती है;
तापमान पर - तापमान में वृद्धि पृथक्करण को बढ़ाती है;
विलयन की सान्द्रता पर - जब विलयन को तनुकृत किया जाता है तो वियोजन भी बढ़ जाता है।
रासायनिक बंधों की प्रकृति पर पृथक्करण की डिग्री की निर्भरता के एक उदाहरण के रूप में, सोडियम हाइड्रोसल्फेट (NaHSO 4) के पृथक्करण पर विचार करें, जिसके अणु में निम्न प्रकार के बंधन हैं: 1-आयन; 2 - ध्रुवीय सहसंयोजक; 3 - सल्फर और ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच का बंधन कम ध्रुवीयता का होता है। आयनिक बंधन (1) के स्थल पर टूटना सबसे आसानी से होता है:
| ना 1 ओ 3 ओ एस 3 एच 2 ओ ओ | 1. NaHSO 4 ® Na + + HSO - 4, 2. फिर कुछ हद तक ध्रुवीय बंधन के स्थान पर: HSO - 4 ® H + + SO 2 - 4। 3. अम्ल अवशेष आयनों में वियोजित नहीं होता है। |
इलेक्ट्रोलाइट पृथक्करण की डिग्री दृढ़ता से विलायक की प्रकृति पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, एचसीएल पानी में दृढ़ता से अलग हो जाता है, इथेनॉल सी 2 एच 5 ओएच में कमजोर होता है, लगभग बेंजीन में अलग नहीं होता है, जिसमें यह व्यावहारिक रूप से विद्युत प्रवाह का संचालन नहीं करता है। उच्च पारगम्यता वाले विलायक (e) विलेय अणुओं का ध्रुवीकरण करते हैं और उनके साथ विलायक (जलयोजित) आयन बनाते हैं। 25 0 С e (H 2 O) \u003d 78.5, e (C 2 H 5 OH) \u003d 24.2, e (C 6 H 6) \u003d 2.27 पर।
कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में, वियोजन प्रक्रिया विपरीत रूप से आगे बढ़ती है और इसलिए, रासायनिक संतुलन के नियम अणुओं और आयनों के बीच समाधान में संतुलन पर लागू होते हैं। तो, एसिटिक एसिड के पृथक्करण के लिए
सीएच 3 सीओओएच «सीएच 3 सीओओ - + एच +।
संतुलन स्थिरांक K को इस प्रकार निर्धारित किया जाएगा
के सी \u003d के डी \u003d सीसीएच 3 सीओओ - · सी एच + / सीसीएच 3 सीओओएच।
पृथक्करण प्रक्रिया के लिए संतुलन स्थिरांक (K c) को पृथक्करण स्थिरांक (K d) कहा जाता है। इसका मान इलेक्ट्रोलाइट, विलायक और तापमान की प्रकृति पर निर्भर करता है, लेकिन यह समाधान में इलेक्ट्रोलाइट की एकाग्रता पर निर्भर नहीं करता है। पृथक्करण स्थिरांक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स की एक महत्वपूर्ण विशेषता है, क्योंकि यह समाधान में उनके अणुओं की ताकत को इंगित करता है। पृथक्करण स्थिरांक जितना छोटा होता है, इलेक्ट्रोलाइट उतना ही कमजोर होता है और इसके अणु उतने ही अधिक स्थिर होते हैं। यह देखते हुए कि पृथक्करण की डिग्री, पृथक्करण स्थिरांक के विपरीत, समाधान की एकाग्रता के साथ बदलती है, K d और a के बीच संबंध खोजना आवश्यक है। यदि समाधान की प्रारंभिक सांद्रता C के बराबर ली जाए, और इस सांद्रता के अनुरूप पृथक्करण की डिग्री, तो पृथक एसिटिक एसिड अणुओं की संख्या C के बराबर होगी। चूँकि
सीसीएच 3 सीओओ - \u003d सी एच + \u003d सी,
तब अविघटित एसिटिक अम्ल अणुओं की सांद्रता (C - a C) या C (1 - a C) के बराबर होगी। यहाँ से
के डी \u003d एसी ए सी / (सी - ए सी) \u003d ए 2 सी / (1- ए)। (एक)
समीकरण (1) ओस्टवाल्ड कमजोर पड़ने के कानून को व्यक्त करता है। बहुत कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए a<<1, то приближенно К @ a 2 С и
ए = (के / सी)। (2)
जैसा कि सूत्र (2) से देखा जा सकता है, इलेक्ट्रोलाइट समाधान (पतला होने पर) की एकाग्रता में कमी के साथ पृथक्करण की डिग्री बढ़ जाती है।
कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स चरणों में अलग हो जाते हैं, उदाहरण के लिए:
पहला चरण एच 2 सीओ 3 "एच + + एचसीओ - 3,
2 चरण एचसीओ - 3 "एच + + सीओ 2 - 3।
ऐसे इलेक्ट्रोलाइट्स को कई स्थिरांकों की विशेषता है - आयनों में अपघटन के चरणों की संख्या के आधार पर। कार्बोनिक एसिड के लिए
के 1 \u003d सीएच + सीएचसीओ - 2 / सीएच 2 सीओ 3 \u003d 4.45 × 10 -7; के 2 \u003d सीएच + · सीसीओ 2- 3 / सीएचसीओ - 3 \u003d 4.7 × 10 -11।
जैसा कि देखा जा सकता है, कार्बोनिक एसिड आयनों में अपघटन मुख्य रूप से पहले चरण द्वारा निर्धारित किया जाता है, जबकि दूसरा केवल तभी प्रकट हो सकता है जब समाधान अत्यधिक पतला हो।
कुल संतुलन H 2 CO 3 « 2H + + CO 2 - 3 कुल पृथक्करण स्थिरांक से मेल खाता है
के डी \u003d सी 2 एन + · सीसीओ 2- 3 / सीएच 2 सीओ 3।
K 1 और K 2 के मान आपस में संबंध द्वारा जुड़े हुए हैं
के डी \u003d के 1 के 2।
बहुसंयोजी धातुओं के आधार इसी प्रकार अलग हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, कॉपर हाइड्रॉक्साइड के पृथक्करण के दो चरण
Cu (OH) 2 "CuOH + + OH -,
क्यूओएच + "सीयू 2+ + ओएच -
हदबंदी स्थिरांक के अनुरूप
के 1 \u003d सीसीयूओएच + पुत्र - / सीसीयू (ओएच) 2 और के 2 \u003d सीसीयू 2+ पुत्र - / सीसीयूओएच +।
चूँकि प्रबल विद्युत अपघट्य विलयन में पूरी तरह से वियोजित हो जाते हैं, इसलिए उनके लिए वियोजन स्थिरांक शब्द अर्थहीन है।
इलेक्ट्रोलाइट्स के विभिन्न वर्गों का पृथक्करण
इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के दृष्टिकोण से अम्ल एक पदार्थ कहा जाता है, जिसके पृथक्करण के दौरान केवल एक हाइड्रेटेड हाइड्रोजन आयन H 3 O (या केवल H +) एक धनायन के रूप में बनता है।
नींवएक पदार्थ उस पदार्थ को कहा जाता है, जो एक जलीय घोल में, OH हाइड्रॉक्साइड आयनों को आयनों के रूप में बनाता है और कोई अन्य आयनों को नहीं।
ब्रोंस्टेड के सिद्धांत के अनुसार, एक एसिड एक प्रोटॉन दाता है और एक आधार एक प्रोटॉन स्वीकर्ता है।
क्षारों की शक्ति, अम्ल की शक्ति की तरह, पृथक्करण स्थिरांक के मान पर निर्भर करती है। पृथक्करण स्थिरांक जितना बड़ा होगा, इलेक्ट्रोलाइट उतना ही मजबूत होगा।
ऐसे हाइड्रॉक्साइड हैं जो न केवल अम्लों के साथ, बल्कि क्षारों के साथ भी परस्पर क्रिया कर सकते हैं और लवण बना सकते हैं। ऐसे हाइड्रॉक्साइड कहलाते हैं उभयधर्मी। इसमे शामिल है Be(OH) 2 , Zn(OH) 2 , Sn(OH) 2 , Pb(OH) 2 , Cr(OH) 3 , Al(OH) 3. उनके गुण इस तथ्य के कारण हैं कि वे अम्ल के प्रकार और क्षार के प्रकार के अनुसार एक कमजोर डिग्री तक अलग हो जाते हैं।
एच++आरओ- « आरओएच « आर + + ओएच -.
इस संतुलन को इस तथ्य से समझाया गया है कि धातु और ऑक्सीजन के बीच बंधन की ताकत ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के बीच बंधन की ताकत से थोड़ी भिन्न होती है। इसलिए, जब बेरिलियम हाइड्रॉक्साइड हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो बेरिलियम क्लोराइड प्राप्त होता है
Be (OH) 2 + HCl \u003d BeCl 2 + 2H 2 O,
और जब सोडियम हाइड्रॉक्साइड - सोडियम बेरिलेट के साथ परस्पर क्रिया करते हैं
Be (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 BeO 2 + 2H 2 O।
नमकइलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो हाइड्रोजन के अलावा अन्य आयनों और हाइड्रॉक्साइड आयनों के अलावा अन्य आयनों के निर्माण के लिए समाधान में अलग हो जाते हैं।
मध्यम लवण, धातु के पिंजरों (या NH + 4) के साथ संबंधित एसिड के हाइड्रोजन आयनों के पूर्ण प्रतिस्थापन के साथ प्राप्त, Na 2 SO 4 "2Na + + SO 2- 4 को पूरी तरह से अलग कर दें।
अम्लीय लवणचरणों में अलग हो जाओ
पहला चरण NaHSO 4 « Na + + HSO - 4 ,
2 चरण एचएसओ - 4 "एच + + एसओ 2-4।
पहले चरण में पृथक्करण की डिग्री दूसरे चरण की तुलना में अधिक है, और एसिड कमजोर है, दूसरे चरण में पृथक्करण की डिग्री कम है।
मूल लवण,अम्लीय अवशेषों के साथ हाइड्रॉक्साइड आयनों के अधूरे प्रतिस्थापन द्वारा प्राप्त, भी चरणों में अलग हो जाते हैं:
1 कदम (CuOH) 2 SO 4 "2 CuOH + + SO 2- 4,
2 चरण CuOH + "Cu 2+ + OH -।
कमजोर क्षारों के मूल लवण मुख्य रूप से पहले चरण में अलग हो जाते हैं।
जटिल लवण,एक जटिल जटिल आयन युक्त जो विघटन पर अपनी स्थिरता बनाए रखता है, बाहरी क्षेत्र के एक जटिल आयन और आयनों में अलग हो जाता है
के 3 « 3के + + 3 - ,
एसओ 4 "2+ + एसओ 2 - 4।
कॉम्प्लेक्स आयन के केंद्र में एक परमाणु है - कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट। यह भूमिका आमतौर पर धातु आयनों द्वारा निभाई जाती है। कॉम्प्लेक्सिंग एजेंटों के पास (समन्वित) ध्रुवीय अणु या आयन स्थित होते हैं, और कभी-कभी दोनों एक साथ होते हैं, उन्हें कहा जाता है ligands।कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट, लिगेंड्स के साथ मिलकर कॉम्प्लेक्स के आंतरिक क्षेत्र का गठन करता है। कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट से दूर स्थित आयन, इसके साथ कम दृढ़ता से जुड़े हुए हैं, जटिल परिसर के बाहरी वातावरण में हैं। आंतरिक क्षेत्र आमतौर पर वर्ग कोष्ठक में संलग्न होता है। भीतरी गोले में लिगैंड्स की संख्या को दर्शाने वाली संख्या कहलाती है समन्वय. इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की प्रक्रिया में जटिल और सरल आयनों के बीच रासायनिक बंधन अपेक्षाकृत आसानी से टूट जाते हैं। जटिल आयनों के निर्माण की ओर ले जाने वाले बंधों को दाता-स्वीकर्ता बंधन कहा जाता है।
बाहरी गोले के आयन जटिल आयन से आसानी से अलग हो जाते हैं। इस पृथक्करण को प्राथमिक कहा जाता है। आंतरिक क्षेत्र का प्रतिवर्ती विघटन बहुत अधिक कठिन है और इसे द्वितीयक पृथक्करण कहा जाता है।
सीएल " + + सीएल - - प्राथमिक हदबंदी,
+ «एजी + +2 एनएच 3 - माध्यमिक हदबंदी।
द्वितीयक पृथक्करण, एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट के पृथक्करण की तरह, एक अस्थिरता स्थिरांक की विशेषता है
घोंसला को। \u003d × 2 / [+] \u003d 6.8 × 10 -8।
विभिन्न इलेक्ट्रोलाइट्स की अस्थिरता स्थिरांक (K inst.) परिसर की स्थिरता का एक उपाय है। कम K घोंसला। , जटिल जितना अधिक स्थिर होगा।
तो, एक ही प्रकार के यौगिकों में:
| - | + | + | + |
| के घोंसला \u003d 1.3 × 10 -3 | के घोंसला \u003d 6.8 × 10 -8 | के घोंसला \u003d 1 × 10 -13 | के घोंसला \u003d 1 × 10 -21 |
- से + में संक्रमण के साथ परिसर की स्थिरता बढ़ जाती है।
रसायन विज्ञान पर संदर्भ पुस्तकों में अस्थिरता स्थिरांक के मान दिए गए हैं। इन मूल्यों का उपयोग करके, अस्थिरता स्थिरांक में एक मजबूत अंतर के साथ जटिल यौगिकों के बीच प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम की भविष्यवाणी करना संभव है, प्रतिक्रिया कम अस्थिरता स्थिरांक के साथ एक जटिल के गठन की ओर जाएगी।
अस्थिर संकुल आयन वाले जटिल लवण को कहते हैं डबल नमक. डबल साल्ट, कॉम्प्लेक्स वाले के विपरीत, उन सभी आयनों में अलग हो जाते हैं जो उनकी संरचना बनाते हैं। उदाहरण के लिए:
KAl(SO4) 2 "के + + अल 3+ + 2SO 2-4,
NH 4 Fe (SO 4) 2 "NH 4 + + Fe 3+ + 2SO 2- 4।
विभिन्न इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण की डिग्री के मापन से पता चला है कि अलग-अलग इलेक्ट्रोलाइट्स समाधानों की समान सामान्य सांद्रता में आयनों में बहुत अलग तरीके से अलग हो जाते हैं।
एसिड के पृथक्करण की डिग्री के मूल्यों में अंतर विशेष रूप से महान है। उदाहरण के लिए, 0.1 एन में नाइट्रिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड। समाधान लगभग पूरी तरह से आयनों में विघटित हो जाते हैं; कार्बोनिक, हाइड्रोसायनिक और अन्य एसिड समान परिस्थितियों में केवल कुछ हद तक अलग हो जाते हैं।
पानी में घुलनशील क्षारों (क्षार) में से, अमोनियम ऑक्साइड हाइड्रेट कमजोर रूप से विघटित होता है, शेष क्षार अच्छी तरह से अलग हो जाते हैं। कुछ अपवादों को छोड़कर सभी लवण अच्छी तरह से आयनों में वियोजित हो जाते हैं।
अलग-अलग एसिड के पृथक्करण की डिग्री के मूल्यों में अंतर उनके अणुओं को बनाने वाले परमाणुओं के बीच वैलेंस बांड की प्रकृति के कारण होता है। हाइड्रोजन और शेष अणु के बीच का बंधन जितना अधिक ध्रुवीय होगा, इसे विभाजित करना उतना ही आसान होगा, उतना ही अधिक अम्ल अलग हो जाएगा।
इलेक्ट्रोलाइट्स जो आयनों में अच्छी तरह से अलग हो जाते हैं, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स कहलाते हैं, कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के विपरीत जो जलीय घोलों में केवल थोड़ी संख्या में आयन बनाते हैं। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान बहुत अधिक सांद्रता पर भी उच्च विद्युत चालकता बनाए रखते हैं। इसके विपरीत, कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान की विद्युत चालकता बढ़ती एकाग्रता के साथ तेजी से घट जाती है। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में एसिड जैसे हाइड्रोक्लोरिक, नाइट्रिक, सल्फ्यूरिक और कुछ अन्य, फिर क्षार (एनएच 4 ओएच को छोड़कर) और लगभग सभी लवण शामिल हैं।
पॉलीयूनिक एसिड और पॉलीएसिड बेस चरणों में अलग हो जाते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड के अणु सबसे पहले समीकरण के अनुसार अलग हो जाते हैं
एच 2 एसओ 4 ⇄ एच + एच एसओ 4 '
या अधिक सटीक:
एच 2 एसओ 4 + एच 2 ओ ⇄ एच 3 ओ + एचएसओ 4 '
समीकरण के अनुसार दूसरे हाइड्रोजन आयन का विलोपन
एचएसओ 4 '⇄ एच + एसओ 4 »
या
एचएसओ 4 '+ एच 2 ओ ⇄ एच 3 ओ + एसओ 4 "
यह पहले से ही बहुत अधिक कठिन है, क्योंकि इसे दोगुने आवेशित आयन SO 4 ”से आकर्षण को दूर करना है, जो निश्चित रूप से, एकल आवेशित आयन HSO 4 की तुलना में हाइड्रोजन आयन को अधिक मजबूती से आकर्षित करता है। इसलिए, पृथक्करण का दूसरा चरण या, जैसा कि वे कहते हैं, द्वितीयक पृथक्करण बहुत कम मात्रा में होता हैप्राथमिक एक की तुलना में डिग्री, और साधारण सल्फ्यूरिक एसिड के घोल में SO 4 आयनों की एक छोटी संख्या होती है "
फॉस्फोरिक एसिड एच 3 आरओ 4 तीन चरणों में अलग हो जाता है:
एच 3 पीओ 4 ⇄ एच + एच 2 पीओ 4 '
एच 2 पीओ 4 ⇄ एच + HPO4 »
एचपीओ 4 »⇄ एच + पीओ 4 »'
एच 3 आरओ 4 अणु दृढ़ता से एच और एच 2 आरओ 4 आयनों में अलग हो जाते हैं। आयन एच 2 पीओ 4 'एक कमजोर एसिड की तरह व्यवहार करते हैं, और कुछ हद तक एच और एचपीओ 4 में अलग हो जाते हैं। दूसरी ओर HPO4 आयन, एक बहुत ही कमजोर अम्ल के रूप में अलग हो जाते हैं, और लगभग H आयन नहीं देते हैं
और पीओ चार "'
अणु में एक से अधिक हाइड्रॉक्सिल समूह वाले क्षार भी चरणों में अलग हो जाते हैं। उदाहरण के लिए:
Va(OH) 2 ⇄ BaOH + OH'
वाओह ⇄ वा + ओह '
जहाँ तक लवणों की बात है, सामान्य लवण हमेशा धातु आयनों और अम्ल अवशेषों में वियोजित हो जाते हैं। उदाहरण के लिए:
सीएसीएल 2 ⇄ सीए + 2सीएल 'ना 2 एसओ 4 ⇄ 2 एनए + एसओ 4 "
एसिड लवण, पॉलीबेसिक एसिड की तरह, चरणों में अलग हो जाते हैं। उदाहरण के लिए:
NaHCO 3 ⇄ Na + HCO 3 '
एचसीओ 3 '⇄ एच + सीओ 3 »
हालाँकि, दूसरा चरण बहुत छोटा है, इसलिए एसिड नमक के घोल में हाइड्रोजन आयनों की संख्या बहुत कम होती है।
मूल लवण मूल और अम्लीय अवशेषों के आयनों में वियोजित हो जाते हैं। उदाहरण के लिए:
Fe(OH)Cl 2 ⇄ FeOH + 2Cl"
धातु और हाइड्रॉक्सिल आयनों में मुख्य अवशेषों के आयनों का द्वितीयक पृथक्करण लगभग नहीं होता है।
तालिका में। 11 0 में कुछ अम्ल, क्षार और लवण के पृथक्करण की डिग्री के संख्यात्मक मान दिखाता है , 1 एन। समाधान।
बढ़ती एकाग्रता के साथ घट जाती है। इसलिए, बहुत केंद्रित समाधानों में, यहां तक कि मजबूत एसिड भी अपेक्षाकृत कमजोर रूप से अलग हो जाते हैं। के लिये
तालिका 11
0.1 N में अम्ल, क्षार और लवण।18 डिग्री पर समाधान
| इलेक्ट्रोलाइट | सूत्र | हदबंदी की डिग्री % में |
| अम्ल | ||
| नमक | एचसीएल | 92 |
| Hydrobromic | एचबीआर | 92 |
| हाइड्रोआयोडाइड | हज | . 92 |
| नाइट्रोजन | एचएनओ3 | 92 |
| गंधक का | एच 2 एसओ 4 | 58 |
| नारकीय | एच 2 एसओ 3 | 34 |
| फॉस्फोरिक | एच 3 पीओ 4 | 27 |
| हाइड्रोफ्लोरिक | एचएफ | 8,5 |
| खट्टा | CH3COOH | 1,3 |
| कोयला | एच 2 CO3 | 0,17 |
| हाइड्रोजन सल्फाइड | एच 2 एस | 0,07 |
| हाइड्रोसायनिक | एचसीएन | 0,01 |
| बोर्नया | एच 3 बीओ 3 | 0,01 |
| नींव | ||
| बेरियम हाइड्रोक्साइड | बा (ओएच) 2 | 92 |
| कास्टिक पोटाश | चोर | 89 |
| सोडियम हाइड्रॉक्साइड | NaON | 84 |
| अमोनियम हाइड्रॉक्साइड | एनएच4ओएच | 1,3 |
| नमक | ||
| क्लोराइड | केसीएल | 86 |
| अमोनियम क्लोराइड | NH4Cl | 85 |
| क्लोराइड | सोडियम क्लोराइड | 84 |
| नाइट्रेट | केएनओ 3 | 83 |
| AgNO3 | 81 | |
| सिरका अम्ल | नाच 3 सीओओ | 79 |
| क्लोराइड | जेएनसीएल 2 | 73 |
| सल्फेट | ना 2 अतः 4 | 69 |
| सल्फेट | ZnSO4 | 40 |
| सल्फेट |
