Теория растворов слабых электролитов.
Процесс диссоциации слабых электролитов является обратимым:
KtnAnm⇄nKtm++mAnn-
и характеризуется константой равновесия, которая в данном случае называется константой диссоциации:
| (2) |
Величина 
зависит от природы электролита и растворителя, а также от температуры, но не зависит от концентрации раствора.
Слабые одноосновные кислоты типа HAдиссоциируют по общему уравнению:
HA⇄H++A-.
Константа диссоциации равна:
Здесь индекс a (acidum) указывает на кислотный тип диссоциации.
Например, для слабой кислоты HNO2 можно записать:
HNO2⇄ H++ NO2-,
Аналогичным образом записывают константы диссоциации оснований:
NH3×H2O ⇄ NH4++ OH-.
Индекс b (basicum) обозначает основный тип диссоциации.
Диссоциация многоосновных кислот (многокислотныхосно-ваний) происходит в несколько ступеней, каждая из которых характеризуется своей константой.
Например, для фосфорной кислоты имеем:
| H3PO4⇄ H+ + H2PO4-, | 
|
| H2PO4–⇄ H+ + HPO42-, | 
|
| HPO42–⇄ H+ + PO43-, | 
|
Видно, что 
. Данное неравенство соблюдается для всех без исключения случаев ступенчатой диссоциации. Последовательное снижение величин констант диссоциации легко объяснимо: с увеличением отрицательного заряда иона отщепление каждого последующего протона становится все более энергоемким.
Суммарная константа диссоциации определяется соотношением:
Несложно видеть, что суммарная константа диссоциации 
равна произведению констант диссоциации отдельных ступеней:
На практике вместо величин 
и 
часто используют значения 
и 
, которые рассчитываются следующим образом:
На основании значений и можно сделать заключение о сравнительной силе кислоты или основания:
чем больше значение ( ), тем сильнее кислота (основание);
чем меньше значение ( ), тем сильнее кислота (основание).
Величины констант диссоциации для некоторых слабых электролитов представлены в таблице 1.
Таблица 1. Константы диссоциации некоторых слабых электро-литов при 298 К.
| Соединение |
|
| ||
| 
| 
| 
| |
| CH3COOH | 1,8×10-5 | - | 4,74 | - |
| HCN | 4,9×10-10 | - | 9,30 | - |
| H2S | 8,9×10-8 | 1,3×10-13 | 7,05 | 12,9 |
|
|
| |||
| 
| 
| 
| |
| NH3×H2O | 1,8×10-5 | - | 4,74 | - |
| Pb(OH)2 | 9,6×10-4 | 3,0×10-8 | 3,0 | 7,5 |
Таким образом, при постоянной температуре сравнительную силу слабых электролитов определяют две величины: степень диссо-циацииa и константа диссоциации . Эти величины являются взаимосвязанными.
Действительно, для бинарного электролита, диссоциирующего по уравнению:
KtAn⇄Kt++An-
можно записать:
Представив
где С0(KtAn) – общая концентрация электролита, получим:
| (3) |
Данное соотношение выражает закон разведения Оствальда.
Для слабых электролитов a<< 1, поэтому можно записать:
или:
 .
| (4) |
Таким образом, закон Оствальда можно сформулировать следующим образом:
Степень диссоциации слабого электролита возрастает с разбавлением раствора.