Химията е електрическа дисоциация. Електролити и електролитна дисоциация

Лекция: Електролитична дисоциация на електролитите във водни разтвори. Силни и слаби електролити

Електролитична дисоциация

Вече знаете, че химическите връзки между атомите могат да бъдат йонни, ковалентни, метални и водородни. Повечето химични реакции протичат в разтвори. И как се държи веществото в тези разтвори зависи от естеството на посочените връзки.

В уроците по физика научихте, че някои вещества са способни да провеждат електрически ток. Тази способност се определя от наличието на заредени йони в техните молекули. Тези вещества включват разтвори на киселини, соли, основи и те се наричат \u200b\u200bелектролити. Тези вещества образуват йонни и силно полярни ковалентни връзки. Веществата, които не принадлежат към никоя от изброените групи, са неелектролити. Те включват: прости вещества, оксиди, органични вещества (например алкохоли, въглеводороди, въглехидрати, хлорни производни на въглеводородите). Тези вещества образуват неполярни или нискополярни ковалентни връзки.

Под електролитна дисоциация трябва да се разбира разлагането на дадено вещество на свободни йони, когато то се разтвори във вода.

Автор на теорията за електролитната дисоциация е шведският физик и химик Сванте Арениус. Основната му идея е, че под действието на водата като разтворител електролитите се разграждат на свободни йони, които носят електрически заряд:

• « + » - катион;
• « - » - анион.

Под действието на електрически ток катионите се придвижват към катода със знак „-”, а анионите към анода със знак „+”.

Не забравяйте, че реакцията на електролитна дисоциация е обратима. Директната реакция се нарича електролитна дисоциация, а обратната - моларизация.

Броят на молекулите, разпаднали се в йони, показва степента на дисоциация, която се обозначава с буквата алфа - α. Това зависи от естеството на реагентите, тяхната концентрация и t.

Степента на дисоциация се изчислява по формулата a \u003d n / N, където n е броят на разпадналите се йони, N е броят на молекулите.

Силни и слаби електролити

Ако имаме работа с вещества, чиито молекули перфектно се разлагат на йони, значи имаме работа силни електролити... А тези, чиито молекули малко се разлагат на йони, са слаб.

• HCl, HBr, HClO 4, H 2 SO 4 и други силни киселини;
• LiOH, NaOH, RbOH и други основи;
• Ba (OH) 2, Ca (OH) 2 и други алкалоземни метални хидроксиди;
• Всички соли, разтворими във вода

• Вода;
• Почти всички органични киселини (CH 3 COOH, C 2 H 5 COOH), някои неорганични киселини (H 2 CO 3, H 2 S)
• Соли, слабо разтворими във вода (Ca 3 (PO 4) 2)
• Слабо разтворими основи и амониев хидроксид; Cu (OH) 2; Al (OH) 3; NH 4 OH).

Помислете за характеристиките на хода на електролитна дисоциация на соли, основи, киселини:

Електролитична дисоциация на основите

Дисоциацията на алкалите дава метални катиони и винаги аниони на хидрокси групата ОН.

Например: Ca (OH) 2, Ca 2 + 2OH -

Слабите многокиселинни основи се дисоциират на стъпки. Да вземем за пример железен оксид:

1. Fe (OH) 2 ↔ (FeOH) + + ОH -
2. (FeOH) + ↔ Fe 2 + ОH -

Дисоциацията на амфотерните основи, които се проявяват в реакции като киселини или основи, може да протече по два начина. По вид дисоциация на основите или по вид дисоциация на киселини.

Дисоциация на електролитна киселина

По време на дисоциацията на киселините се образуват аниони от киселинния остатък и винаги водородни катиони (Н +).

Например: HCl ↔ H + + Cl -

Слабите многоосновни киселини се дисоциират на стъпки. Помислете за примера на фосфорната киселина:

1. H 3 PO 4 ↔ H + + H 2 PO 4 -1
2. H 2 PO 4 -1 ↔ Н + + НРO 4 -2
3. NRO 4 -2 ↔ Н + + PО 4 -3

Електролитична дисоциация на солите

Солите се дисоциират в метален катион и анион на киселинен остатък.

• Алуминиев сулфат: Al 2 (SO 4) 3 ↔ 2 Al 3+ + 3 (SO 4) 2-

В тази реакция се образуват 2 мола Al 3+ йони и 3 мола SO 4 2-, следователно има по-малко катиони от анионите с един и половина пъти.

• Натриев фосфат: Na 3 PO 4 ↔ 3Na + + PO 4 3 -

В тази реакция се образуват три пъти повече катиони, отколкото аниони. Както се вижда от уравненията, солите се разлагат на метални катиони и киселинни остатъчни аниони. В тези реакции не виждате основния участник във всяка реакция на електролитна дисоциация: H 2 O. Обичайно е това вещество да не се записва в диаграмата, но имайте предвид, че има вода.

Спонтанното частично или пълно разлагане на разтворените електролити (виж) на йони се нарича електролитна дисоциация. Терминът "йони" е въведен от английския физик М. Фарадей (1833). Теорията за електролитната дисоциация е формулирана от шведския учен С. Арениус (1887), за да обясни свойствата на водните разтвори на електролитите. По-късно тя е разработена от много учени въз основа на теорията за структурата на атома и химическите връзки. Съвременното съдържание на тази теория може да бъде обобщено в следните три разпоредби:

1. Електролитите, когато се разтворят във вода, се дисоциират (разлагат) на йони - положително и отрицателно заредени. („Йон“ на гръцки означава „скитане“. В разтвор йони се движат произволно в различни посоки.)

2. Под действието на електрически ток йоните придобиват насочено движение: положително заредените се придвижват към катода, отрицателно заредените към анода. Следователно първите се наричат \u200b\u200bкатиони, а вторите - аниони. Насоченото движение на йони възниква в резултат на привличането на техните противоположно заредени електроди.

3. Дисоциацията е обратим процес. Това означава, че настъпва състояние на равновесие, при което колко молекули се разлагат на йони (дисоциация), тъй като много от тях се образуват отново от йони (асоциация).

Следователно в уравненията на електролитна дисоциация вместо знак за равенство се поставя знакът за обратимост.

Например:

където СА е електролитна молекула, е катион, а А е анион.

Изследването на химическата връзка помага да се отговори на въпроса защо електролитите се дисоциират в йони. Веществата с йонна връзка се дисоциират най-лесно, тъй като те вече се състоят от йони (вж. Химична връзка). Когато се разтварят, водните диполи са ориентирани около положителните и отрицателните йони. Сили на взаимно привличане възникват между йони и водни диполи. В резултат връзката между йоните отслабва и настъпва преходът на йони от кристала към разтвора. По същия начин електролитите се дисоциират, молекулите на които се образуват според вида на ковалентната полярна връзка. Дисоциацията на полярните молекули може да бъде пълна или частична - всичко зависи от степента на полярност на връзките. И в двата случая (по време на дисоциацията на съединения с йонни и полярни връзки) се образуват хидратирани йони, т.е. йони, химически свързани с молекулите на водата (вж. Фиг. На стр. 295).

Основоположникът на този възглед за електролитна дисоциация е почетният академик И. А. Каблуков. За разлика от теорията на Арениус, която не отчита взаимодействието на разтворено вещество с разтворител, И. А. Каблуков прилага химическата теория на разтворите на Д. И. Менделеев, за да обясни електролитната дисоциация. Той показа, че по време на разтварянето се получава химично взаимодействие на разтвореното вещество с вода, което води до образуването на хидрати и след това те се дисоциират на йони. И. А. Каблуков вярва, че водният разтвор съдържа само хидратирани йони. Сега тази концепция е общоприета. И така, хидратацията на йони е основната причина за дисоциацията. В други, неводни електролитни разтвори, химическата връзка между частиците (молекули, йони) на разтвореното вещество и частиците на разтворителя се нарича солватиране.

Хидратираните йони имат както постоянен, така и променлив брой водни молекули. Хидратът с постоянен състав образува водородни йони, които задържат една молекула - хидратиран протон. В научната литература е обичайно да се изобразява по формулата и да се нарича хидрониев йон.

Тъй като електролитната дисоциация е обратим процес, молекулите присъстват в електролитните разтвори заедно с техните йони. Следователно електролитните разтвори се характеризират със степента на дисоциация (обозначена с гръцката буква а). Степента на дисоциация е съотношението на броя на молекулите, разложени на йони, n, към общия брой на разтворените молекули:

Степента на дисоциация на електролита се определя емпирично и се изразява във фракции от единица или в проценти. Ако и тогава няма дисоциация и ако или 100%, тогава електролитът се разлага напълно на йони. Различните електролити имат различна степен на дисоциация. С разреждане на разтвора той се увеличава, а с добавянето на йони със същото име (идентични с електролитните йони), намалява.

Въпреки това, за да се характеризира способността на електролита да се дисоциира в йони, степента на дисоциация не е много удобна стойност, тъй като зависи от концентрацията на електролита. По-обща характеристика е дисоциационната константа К. Лесно е да се изведе чрез прилагане на закона за масовото действие към равновесието на дисоциацията на електролитите:

където СА е равновесната концентрация на електролита и са равновесните концентрации на неговите йони (вж. Химично равновесие). K не зависи от концентрацията. Това зависи от естеството на електролита, разтворителя и температурата.

За слабите електролити, колкото по-висок е К (константа на дисоциация), толкова по-силен е електролитът, толкова повече йони в разтвора.

Силните електролити нямат дисоциационни константи. Формално те могат да бъдат изчислени, но няма да бъдат постоянни, когато концентрацията се промени.

Многоосновните киселини се дисоциират на стъпки, което означава, че такива киселини ще имат няколко константи на дисоциация - свои собствени за всяка стъпка. Например:

Първи етап:

Втори етап:

Трета стъпка:

Винаги, т.е. многоосновна киселина, когато се дисоциира в първия етап, се държи като по-силна киселина, отколкото във втория или третия.

Многокиселинните основи също се подлагат на постепенна дисоциация. Например:

Киселинните и основните соли също се дисоциират на стъпки. Например:

В този случай на първия етап солта напълно се разлага на йони, което се дължи на йонния характер на връзката между и; и дисоциацията на втория етап е незначителна, тъй като заредените частици (йони) претърпяват допълнителна дисоциация като много слаби електролити.

От гледна точка на теорията на електролитната дисоциация са дадени определения и са описани свойствата на такива класове химични съединения като киселини, основи, соли.

Киселините са електролити, чиято дисоциация произвежда само водородни йони като катиони. Например:

Всички общи характерни свойства на киселините - кисел вкус, промяна в цвета на индикаторите, взаимодействие с основи, основни оксиди, соли - се дължат на наличието на водородни йони, по-точно.

Основите са електролити, чиято дисоциация само хидроксидни йони се образуват като аниони:

Според теорията на електролитната дисоциация, всички често срещани алкални свойства на разтворите - сапунисване на допир, промяна в цвета на индикаторите, взаимодействие с киселини, киселинни анхидриди, соли - се дължат на присъствието на хидроксидни йони.

Вярно е, че има електролити, чиято дисоциация едновременно образува както водородни йони, така и хидроксидни йони. Тези електролити се наричат \u200b\u200bамфотерни или амфолити. Те включват вода, хидроксиди на цинк, алуминий, хром и редица други вещества. Например водата в малки количества се дисоциира на йони и:

Тъй като всички реакции във водни електролитни разтвори са взаимодействия на йони, уравненията за тези реакции могат да бъдат написани в йонна форма.

Значението на теорията за електролитната дисоциация се крие във факта, че тя обяснява многобройните явления и процеси, протичащи във водни разтвори на електролити. Това обаче не обяснява процесите, протичащи в неводни разтвори. Така че, ако амониевият хлорид във воден разтвор се държи като сол (дисоциира на йони и), тогава в течен амоняк той проявява свойствата на киселина - разтваря металите с отделянето на водород. Азотната киселина, разтворена в течен водороден флуорид или в безводна сярна киселина, се държи като основа.

Всички тези фактори противоречат на теорията за електролитната дисоциация. Те се обясняват с протолитната теория за киселото и основите.

Самият термин "дисоциация" означава разпадане на молекулите на няколко по-прости частици. В химията, в допълнение към електролитната дисоциация, се разграничава термичната дисоциация. Това е обратима реакция, която възниква, когато температурата се повиши. Например термична дисоциация на водни пари:

калциев карбонат:

йодни молекули:

Равновесието на термичната дисоциация се подчинява на закона за масовото действие.

В началото на 19 век се забелязва способността на разтворите на много вещества да провеждат електрически ток (открита е от Майкъл Фарадей). Изследването на електрическата проводимост на разтворите показа, че разтвори и стопилки на много вещества (например натриев хлорид) провеждат електрически ток. Но дестилираната вода, кристалните вещества и разтворите на някои други вещества (например захароза) не провеждат електрически ток - светлината не светва, ако веригата е затворена.
Назовават се вещества, които провеждат електрически ток електролити , непроводими вещества - ... Електролитите се класифицират като силни или слаби. Силните провеждат добре тока, лампата гори ярко, слабите не водят добре тока, лампата гори слабо, например в разтвор на оцетна киселина (виж фигурата).

Каква е причината за електропроводимостта? Защо някои вещества провеждат електрически ток, докато други не?

Електрическият ток е насоченото движение на заредените частици под въздействието на потенциална разлика. Електрическият ток в металите се осъществява от електрони, именно електроните са носители на заряд. И в разтвори и стопилки, зарядът се прехвърля йони ... Веществата, които се разграждат на йони в разтвор или се топят и провеждат електрически ток, се наричат \u200b\u200bелектролити.

Помня! Електролити - вещества, които провеждат електрически ток в разтвори. Електролитите в разтвори се разпадат на заредени частици - йони, които могат да се движат към електродите. Това е причината за електрическия ток в разтворите.

Химичната връзка в електролитите е йонна или ковалентна силно полярна (соли, киселини, основи).

Неелектролитите са вещества, които не провеждат електрически ток в разтвори. Връзката в такива вещества е ковалентна неполярна и слабо полярна. Когато се разтворят, те не образуват йони, а молекули, които не са в състояние да пренасят електрически ток, например органични вещества (захароза, бензин, алкохол).

Теория на електролитната дисоциация е формулиран от Сванте Арениус през 1887 г., но все още е актуален и до днес. Основните разпоредби на тази теория:

1. Когато се разтворят във вода (или се стопят), електролитите се разлагат на положително и отрицателно заредени йони (претърпяват електролитна дисоциация).
2. Под действието на електрически ток катионите се придвижват към катода (-), а анионите към анода (+).
3. Електролитичната дисоциация е обратим процес.
4. Определя се силата на електролита (колко пълно се разлага на йони) степен на дисоциация, обозначена с α (алфа) ... Той показва съотношението на броя на молекулите, разложени на йони (n), към общия брой молекули, въведени в разтвора (N). Промени от 0 до 1 или по отношение на 0 до 100% 0 означава - изобщо не се разлага на йони, 1 или 100% - всички молекули се разлагат на йони.

Степента на електролитна дисоциация (α) зависи от естеството на електролита и разтворителя, температурата и концентрацията.

В зависимост от стойността на степента на дисоциация, електролитите могат да бъдат разделени на силни, средни и слаби.

Силни електролити имат степен на дисоциация α\u003e 30%, средна от 3 - 30% и слаба - под 3%.

Всички решения са класифицирани като силни. соли, всички основи и някои киселини. В разтвор тези съединения са почти напълно разложени на йони.

Когато пишете дисоциационни уравнения, не забравяйте, че общият заряд на катионите и анионите трябва да е нула.

Тези реакции на разлагане на йони са необратими (само в една посока), йоните не се комбинират обратно в кристалната решетка, водните молекули, заобикалящи тези йони (хидратиращи черупки), пречат.

ДА СЕ електролиза със средна якост включват магнезиев хидроксид, сярна и фосфорна киселини.
ДА СЕ слаби електролити, които само частично се разпадат на йони, α< 3%, относят гидроксид аммония, угольную кислоту, сероводородную, уксусную кислоты и воду. Диссоциация слабых электролитов – обратимые процесс.

Способността на молекулите на разтворителя да играят определена роля в електролитната дисоциация се играе и от макроскопичното свойство на разтворителя - неговата диелектрична константа (Схема на електролитна дисоциация).

Разтапяща се дисоциация

Под въздействието на високи температури йоните на кристалната решетка започват да вибрират, кинетичната енергия се увеличава и ще настъпи момент (в точката на топене на веществото), когато тя надвиши енергията на взаимодействие на йоните. Това води до разлагане на материята на йони.

Класическа теория на електролитната дисоциация

Класическата теория на електролитната дисоциация е създадена от С. Арениус и У. Оствалд през 1887г. Арениус се придържа към физическата теория на разтворите, не взема предвид взаимодействието на електролита с вода и вярва, че в разтворите има свободни йони. Руските химици И. А. Каблуков и В. А. Кистяковски прилагат химическата теория на разтворите на Д. И. Менделеев, за да обяснят електролитната дисоциация и доказват, че когато електролитът се разтваря, той химически взаимодейства с вода, в резултат на което електролитът се дисоциира в йони.

Класическата теория на електролитната дисоциация се основава на предположението за непълна дисоциация на разтвореното вещество, характеризираща се със степента на дисоциация α, т.е. от фракцията на разложените молекули на електролита. Динамичното равновесие между недисоциирани молекули и йони се описва от закона за масовото действие. Например, електролитната дисоциация на бинарния електролит KA се изразява чрез уравнение като:

Константата на дисоциация се определя от дейностите на катиони, аниони и недисоциирани молекули, както следва:

Стойността зависи от естеството на разтвореното вещество и разтворителя, както и от температурата и може да бъде определена чрез няколко експериментални метода. Дисоциационна степен ( α ) може да се изчисли при всяка концентрация на електролит, като се използва съотношението:

където е средният коефициент на електролитна активност.

Слаби електролити

Слаби електролити - химични съединения, молекулите на които дори в силно разредени разтвори са леко дисоциирани в йони, които са в динамично равновесие с недисоциирани молекули. Слабите електролити включват повечето органични киселини и много органични основи във водни и неводни разтвори.

Слабите електролити са:

• почти всички органични киселини и вода;
• някои неорганични киселини: HF, HClO, HClO 2, HNO 2, HCN, H 2 S, HBrO, H 3 PO 4, H 2 CO 3, H 2 SiO 3, H 2 SO 3 и др .;
• някои слабо разтворими метални хидроксиди: Fe (OH) 3, Zn (OH) 2 и др.

Силни електролити

Силни електролити - химични съединения, молекулите на които в разредени разтвори са почти напълно дисоциирани в йони. Степента на дисоциация на такива електролити е близка до 1. Силните електролити включват много неорганични соли, някои неорганични киселини и основи във водни разтвори, както и в разтворители с висока дисоциираща способност (алкохоли, амиди и др.).

Класическата теория на електролитната дисоциация се прилага само за разредени разтвори на слаби електролити. Силните електролити в разредени разтвори са почти напълно дисоциирани, поради което понятието за равновесие между йони и недисоциирани молекули е безсмислено. Според идеите, изложени през 20-30-те години. 20-ти век VK Semenchenko (СССР), N. Bjerrum (Дания), RM Fuoss (САЩ) и други, йонни двойки и по-сложни агрегати се образуват в разтвори на силни електролити при средни и високи концентрации. Съвременните спектроскопски данни показват, че йонната двойка се състои от два йона с противоположния знак в контакт („контактна йонна двойка“) или разделени от една или повече молекули разтворител („отделена йонна двойка“). Йонните двойки са електрически неутрални и не участват в преноса на електричество. В сравнително разредените разтвори на силни електролити, равновесието между отделни солватирани йони и йонни двойки може да бъде приблизително характеризирано, подобно на класическата теория на електролитната дисоциация, чрез константата на дисоциация (или реципрочната константа на асоцииране). Това позволява горното уравнение да се използва за изчисляване на съответната степен на дисоциация въз основа на експериментални данни.

В най-простите случаи (големи едноатомни единично заредени йони) приблизителните стойности на дисоциационната константа в разредени разтвори на силни електролити могат да бъдат изчислени теоретично, въз основа на концепцията за чисто електростатично взаимодействие между йони в непрекъсната среда - разтворител.

Примери за силни електролити: някои киселини (HClO 4, HMnO 4, H 2 SO 4, HCl, HBr; HI), хидроксиди на алкални и алкалоземни метали (NaOH, KOH, Ba (OH) 2); повечето соли.

Вижте също

Връзки

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Вижте какво е "Електролитична дисоциация" в други речници:

електролитна дисоциация - Дисоциация r r. вещества в разтвор или разтопени електролити. Теми металургия като цяло EN електролитна дисоциация ... Ръководство за технически преводач

ЕЛЕКТРОЛИТНА ДИСОЦИАЦИЯ - см … Голяма политехническа енциклопедия

Пълно или частично разлагане на молекулите на разтвореното вещество на йони в резултат на взаимодействие с разтворител. Той определя йонната проводимост на електролитните разтвори ... Голям енциклопедичен речник

електролитна дисоциация - - пълно или частично разлагане на разтвореното вещество на йони. Обща химия: учебник / А. В. Жолнин ... Химически термини

Електролитична дисоциация - - пълно или частично разпадане на разтворените молекули в резултат на взаимодействие с разтворителя; определя йонната проводимост на електролитните разтвори. [Терминологичен речник за бетон и стоманобетон. FSUE "Изследователски център ... ... Енциклопедия на термини, определения и обяснения на строителни материали

Електролитична дисоциация - ЕЛЕКТРОЛИТНА ДИСОЦИАЦИЯ, пълно или частично разлагане на разтвореното вещество на йони в резултат на взаимодействие с разтворител. Определя електрическата проводимост на електролитите. ... Илюстриран енциклопедичен речник

Или йонизация (букв. Svante Arrhenius, Ueber die Dissociation der in Wasser gelösten Stoffe, Zeitschr. Für physikalische Chemie, 1887; Sv. Arrhenius, La dissociation electrolytique des solutions. Rapport au Congrès internat. À Paris 1900; Max ... Енциклопедичен речник на Ф.А. Брокхаус и И.А. Ефрон

Пълно или частично разпадане на молекулите на разтвореното вещество в йони в резултат на взаимодействие с разтворител. Определя йонната проводимост на електролитните разтвори. * * * ЕЛЕКТРОЛИТИЧНА ДИСОЦИАЦИЯ ЕЛЕКТРОЛИТИЧНА ДИСОЦИАЦИЯ, пълна ... ... енциклопедичен речник

електролитна дисоциация - elektrolitinė disociacija statusas T sritis chemija apibrėžtis Ištirpintos medžiagos virtimas jonais jai sąveikaujant su tirpiklio molekulėmis. atitikmenys: ъгъл. електролитна дисоциация рус. електролитна дисоциация ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

електролитна дисоциация - elektrolitinė disociacija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. електролитна дисоциация vok. електролитична дисоциация, f rus. електролитна дисоциация, f pranc. dissociation électrolytique, f… Fizikos terminų žodynas

Книги

• Комплект маси. Химия. 8-9 клас (20 таблици) ,. Образователен албум от 20 листа. Валентност. Атомна структура, Изотопи. Електронни конфигурации на атоми. Образуване на ковалентни и йонни химични връзки. Видове кристални решетки ...

Теория
електролитни
дисоциация

Цели.Да се \u200b\u200bформира концепцията за "електролитна дисоциация" сред учениците въз основа на атомно-молекулярна доктрина, теорията на електролитната дисоциация от С. Арениус и хидратационната теория на разтворите от Д. И. Менделеев Да разкрие причината за електропроводимостта на разтворите, да обсъди значението и приложението на теорията.
Оборудване и реактиви. Епруветки, два измервателни цилиндъра, пипети, устройство за изпитване на електрическата проводимост на разтвори, мензури, стъклени пръчки;
вода, концентрирана сярна и оцетна киселини, твърд натриев хидроксид, натриев хлорид, меден (II) сулфат, 100 ml метилоранжев разтвор в ацетон, разтвори на меден (II) сулфат, натриев хлорид, калциев хидроксид, бариев нитрат, бариев хлорид, сребърен нитрат, солна киселина, натриев карбонат, магнезиев хлорид, алуминиев хлорид, гранулиран цинк, железен прах, гранулиран алуминий.

Контур на темата

• Свойства на водните и неводните разтвори на различни класове неорганични съединения.
• Разтваряне във вода от гледна точка на електронната теория.
• Дисоциация на електролитите в разтвор.
• Степен на електролитна дисоциация. Слаби и силни електролити.

ПО ВРЕМЕ НА КЛАСОВЕТЕ

Учител. Знаете ли, че веществата се разтварят не само във вода, но и в други разтворители? Ако отговорът е да, моля дайте примери. (Студентите дават примери за разтваряне на вещества.)
Нека разберем дали е необходим разтворител за протичане на реакцията и дали естеството на разтворителя е важно в този случай. Вземете концентрирана сярна киселина и потопете цинк в нея. Ще има ли реакция? (Провежда лабораторен експеримент.)
Ученик.Цинкът реагира с концентрирана сярна киселина при нагряване. В същото време се отделя газSO 2 (напишете уравнението на реакцията на дъската):

Учител.Отделя ли се водород? Сега ще излеем съдържанието на епруветката (от опит) в епруветка с вода, много внимателно. Реакцията премина, генерира се много топлина. Моля, обърнете внимание, че реакцията почти не протича без вода, въпреки че водата при нормални условия не взаимодейства с цинка.
Нека направим още един експеримент. Първо, смесете твърдите вещества: натриев хидроксид и меден (II) сулфат и след това техните разтвори. Не се получава реакция между твърдите реактиви и в разтвора се образува синя утайка. Запишете уравнението на химичната реакция в тетрадките:

2NaOH + CuSO4 \u003d Cu (OH) 2 + Na2S04.

От резултатите от експериментите заключаваме, че водата в химичните реакции изобщо не е пасивна среда. Веществата претърпяват промени под негово влияние. Водата кара електролитите да се разпадат на йони.
Нека разгледаме процеса на разтваряне на електролити във вода. За да направите това, трябва да запомните какво е валентност и какви видове химически връзки знаете.
Учениците отговарят на поставените въпроси. Когато разглеждаме йонната връзка, ние се фокусираме върху модела на кристалната решетка на натриев хлорид. Повтаряме ковалентната полярна връзка, като използваме примера за структурата на водните молекули.
Учител.По принцип молекулата на водата не е заредена. Но вътре в молекулата Н20 водородните и кислородните атоми са подредени така, че положителните и отрицателните заряди са в противоположните краища на молекулата (фиг. 1). Следователно водната молекула е дипол.

Механизъм за електролитна дисоциацияNaCl когато трапезната сол се разтваря във вода, тя се състои в последователно елиминиране на натриеви и хлорни йони от полярни водни молекули. След прехода на йониNa + иСl - хидратите на тези йони се образуват от кристала в разтвора.(След това обяснявам фигурата (фиг. 2, виж стр. 36) на учебника: Feldman F.G., Rudzitis G.E.... Химия-9. М.: Образование, 1999, с. 4.) Как реагират молекулите на полярните електролити с молекулите на водата? Нека разгледаме това, като използваме примера със солна киселина (фиг. 3,
вижте стр. 36 ) .

Когато се разтвори във вода, солна киселина (в молекулиHCI връзката между атомите е ковалентна силно полярна), естеството на химическата връзка се променя. Под въздействието на полярни водни молекули ковалентната полярна връзка се превръща в йонна. Получените йони остават свързани с молекулите на водата - хидратирани. Ако разтворителят не е воден, тогава йоните се наричат \u200b\u200bсолватирани.

Наличието на йони в разтвори на киселини, основи и соли може да бъде доказано чрез обменни реакции. Нека направим следните експерименти:

взаимодействие на меден (II) сулфат с:
а) бариев нитрат;
б) бариев хлорид;
в) натриев хидроксид;
г) калциев хидроксид;

взаимодействие на сребърен нитрат с:
д) солна киселина;
е) натриев хлорид.

Нека запишем уравненията на химичните реакции:

а) CuSO 4 + Ba (NO 3) 2 \u003d Cu (NO 3) 2 + BaSO 4;

б) CuSO 4 + BaCl 2 \u003d CuCl 2 + BaSO 4;

в) CuSO4 + 2NaOH \u003d Na2S04 + Cu (OH) 2;

г) CuSO 4 + Ca (OH) 2 \u003d CaSO 4 + Cu (OH) 2;

д) AgNO3 + HCl \u003d HNO3 + AgCl;

е) AgNO 3 + NaCl \u003d NaNO 3 + AgCl.

Въз основа на тези реакции могат да се направят следните заключения:
1) метални йони, хидроксилни групи и киселинни остатъци реагират във водни разтвори като независимо съществуващи частици;
2) хидроксилни групи, киселинни остатъци, водородни атоми на киселини и метални атоми на соли са онези електрически заредени частици, които са в разтвори на киселини, основи и соли.
Нека запишем дефиницията на понятието: „ Електролитична дисоциация - това е процесът на разлагане на електролита в йони, когато се разтвори във вода или се разтопи. "
Тъй като броят на водните молекули, които йоните прикрепят, е неизвестен, процесът на дисоциация на киселини, основи и соли се опростява, както следва:

HCl \u003d H + + Cl -,

NaOH \u003d Na + + OH -,

NaCl \u003d Na + + Cl -.

Многоосновните киселини и киселинните соли се дисоциират на стъпки. За да покажете непълната дисоциация на молекули и йони, които не са свързани със силни електролити, използвайте знака за обратимост «». Например за H2SO4 и неговата кисела сол NaHSO 4:

H2SO4 \u003d H + +,

NaHSO 4 \u003d Na + +,

Трябва да се избягват грешки при писане на дисоциационните уравнения за неразтворими и слабо разтворими вещества, които практически не се дисоциират в йони или се дисоциират в малка степен:

CaCO 3 няма дисоциация,

СaSO 4 Ca 2+ +.

Основните термини, използвани в теорията на електролитната дисоциация, са "електролити" и "йони".
ЕлектролитиПредставляват вещества, които при разтваряне във вода или в стопено състояние се разлагат на йони.
ЙонаДали са атоми или групи атоми с положителни ( катиони) или отрицателен ( аниони) зареждане. Йоните се различават от атомите както по структура, така и по свойства. Например, нека сравним свойствата на атомния и молекулярния хлор със свойствата на йон. Нека разгледаме връзката им с метали, водород, йони на среброто. Свойствата на металния натрий са сравними с тези на натриевите йони.(Студентите дават примери и говорят за свойствата на атомите Cl, молекулата Cl 2 и йоните Cl, както и свойствата на металните йони Na \u200b\u200bи Na + в солите.)

Обща и характерна черта на йоните е наличието на електрически заряди. Токът се извършва само от тези разтвори, които съдържат йони. Нека сравним електрическата проводимост на разтвори на киселини, основи, соли, захар, алкохол, като използваме устройство за изследване на електропроводимостта на разтворите (фиг. 4). Виждаме, че дисоциацията не се случва при всяко решение. Въз основа на йонната теория ще формулираме нови дефиниции на киселини, основи и соли като сложни вещества, които образуват специални йони по време на дисоциация във вода. По време на дисоциацията на киселините само H + йони се разцепват като катиони. По време на дисоциацията на основите като йони се отделят само йониТОЙ - . Средните соли се дисоциират в метални катиони и киселинни остатъци аниони.
Нека се опитаме да отговорим на следния въпрос: разлагат ли се всички електролити еднакво на йони? Нека сравним електрическата проводимост на концентрирани разтвори на натриев хлорид и оцетна киселина. В солен разтвор лампата светва ярко, а в оцетна киселина е много слаба. Разредете разтворите, като добавите вода към тях. Електрическата проводимост на разтвора на натриев хлорид не се променя и в разтвора на оцетната киселина светлината гори по-ярко. Натриевият хлорид, дори в концентрирани разтвори, се дисоциира напълно. Молекулите оцетна киселина в концентрирани разтвори почти не се дисоциират. С разреждането на оцетната киселина броят на дисоциираните молекули се увеличава, диссоциационното равновесие се измества надясно:

CH 3 COOH CH 3 COO - + H +.

Веществата с йонна кристална решетка напълно се дисоциират на йони във водни разтвори. Съотношението на броя на дисоциираните молекули (n) към общия брой молекули (N) в разтвор се нарича степен на дисоциация (). Стойността може да приеме стойности от 0 (без дисоциация) до 1 (пълна дисоциация).
Общите свойства на киселините се дължат на наличието на йони Н + в разтвор. Киселинната активност (силен или слаб електролит) зависи от концентрацията на йониН + в разтвор.

Демонстрационен опит.Изсипете 50 ml разтвор на метилоранж в ацетон в две чаши. Добавете 1-2 капки концентрирана сярна киселина към първата чаша, появява се малинов цвят. За да се появи един и същ цвят във втората чаша, ще трябва да добавите 10 пъти повече (10–20 капки) оцетна киселина. степента на дисоциация на киселината CH 3 COOH е незначителна и концентрацията на водородни йони в нея е ниска.
Изход. Силата на киселините и основите се определя от степента им на дисоциация.