План урока:

Вода - растворитель

Процесс растворения веществ в воде

Теория электролитической диссоциации

Вода - растворитель

Наверняка Вы замечали, что некоторые вещества «дружат» с водой и растворяются в ней. Другие совсем наоборот – совсем нерастворимы. С чем это связано? Чтобы ответить на данный вопрос, давайте вспомним тип химической связи, который характерный для этого вещества.

Молекула воды состоит из двух элементов – кислород и водород, между которыми возникает ковалентная полярная связь. Не стоит также забывать о существовании водородной связи между молекулами. Строение молекулы воды можно изобразить с помощью схемы.

Кластеры представляют собой соединённые молекулы воды между собой. Существует гипотеза, что вода обладает памятью, т.е. несёт информацию.

Источник

Источник

Источник

Вот эти ячейки, по мнению некоторых учёных, несут информацию.

Наличие диполя даёт право говорить, что Н₂О растворитель для полярных веществ.

У химиков существует правило: подобное растворяется в подобном. Накрасив ногти лаком, Вы не сможете его смыть водой. На помощь Вам приходит жидкость для снятия лака, в составе которого содержится малополярный растворитель – ацетон. А, чтобы получить пользу от морковки в виде витаминаА, необходимо к ней добавить жир. Потому что этот витамин, как впрочем и витамины E, D, F и К, относятся к жирорастворимым.

Существуют неполярные и полярные растворители. Список неполярных растворителей возглавляют жиры, керосин и бензин. Ко вторым относят воду. К малополярным растворителям относят ацетон.

Как выше было сказано, молекула воды имеет строение диполь, это означает, что имеет противоположные заряды – положительный и отрицательный. При её «встрече» с полярными веществами происходит процесс растворения.

Процесс растворения веществ в воде

Рассмотрим подробно, как же происходит процесс растворения. И определим, какой же это процесс – физический или химический? Возьмём, к примеру, кухонную соль, формула которой NaCl. Эта соль характеризуется ионным типом связи. Молекула воды при встрече с солью начинает окружать ионы натрия Na⁺ и хлора Cl^-, которые находятся в решётке, вытягивая их оттуда.

Доказательством того, что растворение это физический процесс служит то, что смесь возможно разделить путём выпаривания. После растворения соли в воде температура раствора становится ниже, это признак химической реакции. Таким образом, растворение – это физико-химический процесс.

Следовательно, вода действует на структуру вещества и разрушает её, образуя при этом раствор.

Растворимость твёрдых веществ зависит от их природы, точнее от типа химической связи и кристаллической решётки. Вода будет растворять вещества с сильнополярной (ионной) связью, в узлах которых находятся молекулы или ионы. Оксиды элементов IV группы углекислый газ и оксид кремния имеют одинаковый тип химической связи – это ковалентная полярная, однако различны по строению решётки. СО₂ имеет молекулярную, а SiO₂– атомную. Поэтому эти два вещества имеют разные свойства и растворимость. А именно, оксид кремния не растворяется в воде.

Также существует зависимость растворимости от температуры. Чем она выше, тем растворимость веществ будет лучше. Наглядно эту закономерность вы наблюдаете, когда пьёте чай, в горячей воде сахар быстрее растворяется. Однако для газов это правило играет противоположную роль, они лучше растворяются при понижении температуры.

Растворимость веществ неодинаковая. Принято делить вещества на три типа.

В кабинете химии, рядом с периодической системой, находится ещё одна важная таблица – это таблица растворимости веществ, которую также можете найти в любом справочном материале химии. Каждое вещество представлено в виде катиона и аниона. Как они образуются? Даст ответ на этот вопрос теория, созданная шведским учёным Аррениусом.

Теория электролитической диссоциации

Вернёмся к раствору, который состоит из хлорида натрия и воды. Если взять отдельно два этих вещества и каждое проверить на электропроводность, то результат будет отрицательный – они не проводят ток. Однако смесь этих веществ – раствор,будет электропроводный, т.е. являться электролитом.

Как Вам известно, с курса физики, электрический ток – это поток заряженных частиц. Однако, откуда они берутся? При растворении образуются ионы, которые и будут причиной электропроводности.

Т.е. диссоциацию хлорида натрия можно записать в следующем виде:

NaCl -> Na⁺ + Cl^-

Рассмотрим, как происходит диссоциация веществ с ионным типом связи. Данный тип локализуется в солях и основаниях.

Рассмотрим NaOH, Ba(OH)₂, Fe(OH)₃. Из них NaOHи Ва(ОН)₂ относятся к щелочам (растворимые) основания и Fe(OH)₃, который является нерастворимым. Если соединениене способно раствориться в воде, то такой раствор не будет проводить электрический ток. Молекула воды не может разрушить кристаллическую решётку, поэтому ионы не образуются и эти вещества неэлектролиты.

Раствор гидроксида натрия и гидроксида бария считаются электролитами, так как они диссоциируют на ионы. Следует обратить внимание, чтобы записать уравнение диссоциации оснований, запишем металл (указав его степень окисления) и гидроксильную группу, которая всегда имеет заряд минус 1. Число гидроксильных групп указываем коэффициентом.

Соли в воде распадаются на ионы металла и кислотного остатка. Как и в случае с основаниями, записываем: металл плюс кислотный остаток. Предварительно смотрим в таблицу растворимости, где можем уточнить заряд кислотного остатка и металла, а также проверить растворимость вещества.

Рассмотрим, как происходит диссоциация кислот, на примере соляной кислоты.

Для этого соединения характерна ковалентная полярная связь. Водород имеет положительный заряд, хлор – отрицательный.

Обычно в уравнении диссоциации записывают просто ион водорода Н⁺, а не ион гидроксония Н₃О⁺.

Также следует обратить внимание, что молекула изначально нейтральное вещество. При написании уравнения, необходимо смотреть, чтобы количество положительных и отрицательных зарядов было равно.

Диссоциация электролитов имеет количественную характеристику.

Степень диссоциации зависит от следующих параметров:

Сила электролита определяется числом молекул, которые продиссоциировали. Чем выше это число, тем сильнее будет электролит.

Соответственно, электролитом является вещество с ионным или ковалентным типом связи. Его сила будет зависеть от природы вещества.

Обобщим всё выше сказанное, попробуем вывести положения теории электролитической диссоциации. Первый пункт можно записать в следующем виде.

Если же к электролитам относятся растворимые соли, кислоты и основания, рассмотрим, на какие частицы они будут диссоциировать.

Второй пункт даст ответ на вопрос, что является причиной диссоциации.

Если же через растворы электролитов пропустить электрический ток, то ионы принимают упорядоченное движение. Третий постулат звучит так.

Источник

Каждое вещество индивидуально, имеет определённый качественный и количественный состав, а также отличается строением. Именно по этой причине молекулы веществ в водном растворе могут распадаться полностью на ионы или частично. Выделим 4 пункт.

Поскольку в растворах слабых электролитов одновременно происходит два процесса распад молекул на ионы и их взаимодействие, то в уравнении принято ставить не знак равно или →, а две стрелки .

Каким образом мы можем прогнозировать силу электролитов. Если в случае солей и оснований достаточно посмотреть в таблицу растворимости, растворимые вещества это сильные электролиты, то в случае кислородсодержащих кислот этого будет недостаточно. К примеру, угольная кислота Н₂СО₃ по данным таблицы растворимости, относится к растворимым веществам, однако она считается слабым электролитом. Сера образует кислоты H₂SO₃ и H₂SO₄, одна из которых считается сильной кислотой, а вторая – слабой. Чтобы предположить силу кислот используем правила.

Из этого следует, что серная кислота – это сильный электролит, сернистая кислота относится к слабым электролитам.