Химия

Урок 10: Диссоциация электролитическая

Электролитическая диссоциация

Вода такое знакомое слово, но что скрывается за этими 4 буквами. Большая часть нашей планеты, около 70%, покрыта этим веществом. Порезвившись зимой на катке, мы открываем термос с горячей водой и наблюдаем её уникальные свойства. Существование одновременно в трёх агрегатных состояниях:твёрдое (лёд) – жидкость в термосе – газообразное (пары воды). Ещё одна особенность заключается в том, что плотность льда меньше жидкости, именно по этой причине лёд находится на поверхности и живые организмы могут существовать при низких температурах, так как вода полностью не замерзает. Вода - хороший растворитель. И на этом уроке, мы разберём, какая связь между её строением и свойствами.

Обложка урока взята с источника.

slide9

Занятия с репетитором    ОНЛАЙН от 200 руб / час

Перейти

Бесплатный подбор репетитора на нашем сайте

Перейти slide8

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.

1wetuyu

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

2ekhjk
Источник

3lhkfhdh
Источник

4hkklk
Источник

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

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

5jjj

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.

6jfgh

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.

7kgf

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

8jfd

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.

9dhghv

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.

10avc

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.

11asas

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.

12sas

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.

13dadd

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.

14bsds

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

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

15dad

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

16gdg

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.

17ksjshf

Степень диссоциации зависит от следующих параметров:

18fsf

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

19shh

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

20hdhg

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

21dsdsd

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

22rrer

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

23ewewe

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

24adsf
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.

25fsdf

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 .

26fdff

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.

27fdf

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

 

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Вопрос: 1
Вода является растворителем для веществ:
1Н2
2NaCl
3C (алмаз)
4О2
5HCl
Ответить
25
Вопрос: 2
Растворы неэлектролитов образуются при растворении в воде веществ:
1CuO
2BaO
3O2
4NaOH
5BaSO4
Ответить
135
Вопрос: 3
Слабые электролиты предоставлены формулами:
1CaCl2
2NH4OH
3CuSO4
4HNO2
5HNO3
Ответить
24
Вопрос: 4
Сильные электролиты предоставлены в ряду (несколько ответов):
1NaOH, BaCl2, HNO2
2Mn(OH)2, CuCl2, H2CO3
3KOH, MgCl2, HNO3
4NH4OH, NaCl, H2S
5Ba(OH)2, Ca(NO3)2, HClO4
Ответить
35
Вопрос: 5
При диссоциации, каких солей сумма коэффициентов будет равняться 4:
1NaCl
2Mn(NO3)2
3Na3PO4
4K2SO4
5CaCl2
Ответить
245
Допущено ошибок:
Оценка:
Подробнее
Ваши ответы:
1 вопрос:

Вода является растворителем для веществ:
1) Н2 2) NaCl 3) C (алмаз) 4) О2 5) HCl
2 вопрос:

Растворы неэлектролитов образуются при растворении в воде веществ:
1) CuO 2) BaO 3) O2 4) NaOH 5) BaSO4
3 вопрос:

Слабые электролиты предоставлены формулами:
1) CaCl2 2) NH4OH 3) CuSO4 4) HNO2 5) HNO3
4 вопрос:

Сильные электролиты предоставлены в ряду (несколько ответов):
1) NaOH, BaCl2, HNO2 2) Mn(OH)2, CuCl2, H2CO3 3) KOH, MgCl2, HNO3 4) NH4OH, NaCl, H2S 5) Ba(OH)2, Ca(NO3)2, HClO4
5 вопрос:

При диссоциации, каких солей сумма коэффициентов будет равняться 4:
1) NaCl 2) Mn(NO3)2 3) Na3PO4 4) K2SO4 5) CaCl2
Посмотреть ответы
Правильные ответы:
1 вопрос: NaCl
1 вопрос: HCl
2 вопрос: CuO
2 вопрос: O2
2 вопрос: BaSO4
3 вопрос: NH4OH
3 вопрос: HNO2
4 вопрос: KOH, MgCl2, HNO3
4 вопрос: Ba(OH)2, Ca(NO3)2, HClO4
5 вопрос: Mn(NO3)2
5 вопрос: K2SO4
5 вопрос: CaCl2
slide9

Мы рекомендуем только    лучших РЕПЕТИТОРОВ

Перейти

Выбери своего репетитора    для онлайн-занятий сейчас

Перейти slide8