Диссоциация газов
Диссоциация газов — это распад молекул газа на более простые частицы: атомы, радикалы или другие молекулы. При этом изменяется состав газовой системы, а иногда — её давление, плотность и химические свойства.
В простейшем случае молекула распадается по схеме \(AB \rightleftharpoons A+B\). Стрелка в обе стороны показывает, что одновременно возможны распад и обратное соединение частиц. Равновесный состав зависит от температуры, давления и природы вещества. При повышении температуры средняя энергия частиц увеличивается, поэтому доля распавшихся молекул обычно возрастает.
Диссоциацию рассматривают при изучении постулатов молекулярно-кинетической теории: газ состоит из частиц, которые движутся и взаимодействуют. В модели идеального газа состав частиц обычно считают постоянным, поэтому диссоциацию учитывают как отдельный процесс изменения системы.
Для оценки распада используют степень диссоциации \(\alpha\) — долю исходных молекул, которые распались:
Здесь \(N_0\) — первоначальное число молекул, а \(N_{\text{распавшихся}}\) — число распавшихся молекул. Если \(\alpha=0\), распада нет; если \(\alpha=1\), распались все исходные молекулы.
Пусть из \(1000\) молекул вещества распались \(200\). Тогда степень диссоциации равна \(\alpha=200/1000=0{,}2\), или \(20\%\). Исходных молекул осталось \(800\), но общее число частиц стало больше, потому что каждая распавшаяся молекула дала несколько частиц.
При диссоциации молекула распадается на частицы, которые не обязательно имеют заряд. Ионизация — это образование положительных и отрицательных ионов из нейтральных атомов или молекул. Диссоциация может происходить без появления заряженных частиц.
Что произойдёт с числом газовых частиц при распаде одной молекулы \(AB\) на \(A\) и \(B\)?
Главное
- Диссоциация — распад молекул газа на более простые частицы.
- Степень диссоциации \(\alpha\) показывает долю распавшихся исходных молекул.
- Диссоциация не равна ионизации: распавшиеся частицы могут оставаться электрически нейтральными.