Reakcje jonowe. Stała dysocjacji
Jony w roztworze zachowują swoją samodzielność nie tylko wtedy, gdy chodzi o ich wpływ na temperaturę wrzenia i krzepnięcia oraz prężność pary roztworu. Również i chemiczne własności każdego rodzaju jonów są niezależne od tego, jaki jon o przeciwnym znaku, znajduje się równocześnie w roztworze. Reakcja pomiędzy azotanem srebrowym a kwasem solnym, w wyniku której powstaje nierozpuszczalny w wodzie chlorek srebrowy:
AgN03 – H(T = HNOs + Ag01, z punktu widzenia teorii dysocjacji elektrolitycznej powinna być formułowana w następujący sposób: Ag+ + Nt + H A OT = AgCl + ID -r N03.
Przy tym sposobie formułowania widać, że jony H+ i NOs właściwie nie biorą udziału w reakcji, której istota polega na łączeniu się jonów Ag+ z jonami Cl- na nierozpuszczalny chlorek srebrowy: Ag ” -1- Cl” = AgCl.
Reakcja ta zachodzi zawsze, ilekroć kationy srebrowe spotykają się w roztworze z anionami chlorkowymi, zupełnie niezależnie od tego, jaki był anion soli srebrowej i kation chlorku. W roztworach elektrolitów zachodzą przeważnie tego rodzaju reakcje jonowe. Również i dysocjację elektrolitu, np. kwasu octowego:
CH,COOH <=i CHsCO -1- H+, prowadzącą do pewnego stanu równowagi pomiędzy jonami a niezdy- socjowanymi cząsteczkami elektrolitu, można uważać za pewnego rodzaju odwracalną reakcję chemiczną, do której daje się zastosować prawo działania mas: [CH300.-] [H] _K [CH3COOH]
Występująca w równaniu tym stała równowagi K nosi nazwę stałej dysocjacji elektrolitu. Jeśli oznaczy się ogólne stężenie elektrolitu przez c, a jego stopień dysocjacji przez a, wówczas stężenie każdego rodzaju jonów wynosić będzie ac, a stężenie części niezdysocjowa- nej — (1 — a) c. Przez wprowadzenie tych wartości do równania stałej dysocjacji otrzymuje się:
Z równania powyższego, wyprowadzonego przez Ostwalda (1892), wynika, zgodnie z tym co już powiedziano, że ze spadkiem stężenia c stopień dysocjacji a rośnie i w miarę dążenia c do zera ot dąży do jedności. Porównując stopień dysocjacji różnych elektrolitów w jednakowym stężeniu, można stwierdzić, że stopień dysocjacji jest tym większy, im większa jest stała dysocjacji elektrolitu K. Stała ta może więc służyć za miarę mocy elektrolitu, o tyle pewniejszą niż stopień dysocjacji, że K nie zależy od stężenia. Pewien wpływ na wartość stałej dysocjacji ma temperatura w większości przypadków wpływ ten jest niewielki.
Roztwory elektrolitów słabych stosują się dość dokładnie do równania Ostwalda, jak to widać z tablicy 5, odnoszącej się do dyso- ejacji kwasu octowego. W pierwszej kolumnie tej tablicy podano tzw.