電離度が酸や塩基などの濃度が低くなると大きくなるのはどうしてでしょうか？

電離度が酸や塩基などの濃度が低くなると大きくなるのはどうしてでしょうか？

No.2 回答者： konjii 回答日時： 2019/12/09 09:12

簡単でいきます。

abの初期濃度ｃとします。
平衡では
ab　　⇄　　　a⁺　+　b⁻
ｃ(1-x) cx cx　（ｘ≦１）

平衡定数K=(cx)²/c(1-x)＝ｃｘ²/(1-x)
K/c=ｘ²/(1-x)
ｃが小さくなると左辺は大きく成り、右辺のｘ²も大きく成る。
ってこと。

No.1 回答者： usokoku 回答日時： 2019/12/08 18:01

一般論でいきます。

「⇔」は平衡反応の記号、「 - 」は結合状態、「?-」や「?+」は１価の電荷のイオン、「(OH2)」、「(OH)」はOの電子雲を使った錯結合の配位子として使っています。
M - H ⇔　M(OH2)n - H ⇔　M(OH2)n- + H+
これが、アクア錯体を考慮した平衡式になります。水素イオン「H+」の状態ではエネルギーが高すぎて、水中では存在できません。少なくとも６個(１層)の酸素原子の電子雲が錯結合し、H(OH2)+　又は、２層から５層分の水分子が錯結合した巨大分子にならないと、安定化しません。(このあたりを説明するには電子雲の持つエネルギーを計算しなければならず、私には無理です、できません)
高濃度になると「M(OH2)n-」「 H+」の濃度が上がり、安定化するために必要な水分子が不足し(55モル/リットルが純水中の水の濃度、１層だけだと0.5モル／リットルが「M(OH2)n-」+ H+)の限界)
イオン状態の濃度が増えてくると、平衡が左によって、結合状態が増えてきます。

と、ここまでは、水酸化錯体を考慮しない場合。　考慮すると
M - H ⇔　M(OH2)n - H ⇔　M(OH2)n- + H+ ⇔　M(OH2)n(OH)n- + 2H+
のような式が出てきます。価数や電価は合わせていません。通常金属は4配位又は6配位なので、()n()(6-n)のように書きますが、配位数は下付き文字です。ここでは表現できません。
水はH+ + OH- と解離していますので、水から供給されたOH-が配位結合します。
OH錯体は-電荷をもつためにH2OのH2側に配位結合します。水と結合するよりも高濃度では固体になったほうが安定なので沈殿しやすく、沈殿の中間状態、M(OH)(OH2)-(OH2) (OH)M のような２格錯体、それ以上の錯体が結合した多核錯体を生成したほうが安定します。結果として遊離しなくなります。

あとは自然水関係ですと、硫酸錯体を考慮する海水、炭酸錯体を考慮する淡水と海水があります。
海水の場合には、MgやCa が過剰に溶けていますので、核交換反応で水中の金属が沈降分離したり(ビキニの核廃気物、あえてこちらの字を使います、放射性廃棄物にガス状物質が含まれていませんから、の多くはMg,Ca(CO2)錯体を構成して沈降分離、共沈して改定に蓄積しています)して、見かけ上表面付近の水から除去されている(遊離しない)場合があります。

マーこんなところでしょうか、高濃度になると遊離しないで結合状態になる理由は。
説明しやすくするために、濃度が増えてゆくようすで説明しました。