Конспект урока сильные и слабые электролиты 11 класс

Обновлено: 07.07.2024

Вещества, растворы или расплавы которых способны проводить электрический ток, называются электролитами.

Электролиты – вещества обладающие электропроводностью ионного типа.

Соответственно, вещества, растворы или расплавы которых не проводят электрического тока, называются неэлектролитами.

Почему электролиты проводят электрический ток?

2. Откуда возникают ионы?

3. Объясните значение термина электролитическая диссоциация

4. Назовите главную причину диссоциации.

В растворе или расплаве электролиты распадаются на ионы - диссоциируют.

Распад электролитов на ионы при растворении их в воде называется электролитической диссоциацией.

Электролитическая диссоциация происходит вследствие взаимодействия полярных молекул растворителя с молекулами или кристаллической решеткой растворяемого вещества. Молекулы растворителя разрушают кристаллическую решетку и переводят ионы в раствор в форме сольватированныхзаряженных частиц. Растворенное вещество и растворитель оказывают обоюдное влияние: полярные молекулы растворителя разрушают кристаллическую решетку, а высвобождающиеся ионы, переходя в раствор, вызывают упорядочивание молекул растворителя. В то же время полярные молекулы растворителя ориентированы в соответствии с зарядом ионов.

5. Классификация ионов:

ионы
Заряд иона	Положительный (катион)	Отрицательный (анион)
Простые	H + ; K + ; Al 3+	Cl - ; F - ; S 2-
Сложные	NH₄ + ;	SO₄ 2- ; PO₄ 3-

Идеи С. Аррениуса, разработанные в 1887 г. составили основу теории электролитической диссоциации. Согласно ей, при растворении в воде электролиты диссоциируют (распадаются) на положительные и отрицательные частицы. Под действием постоянного электрического тока неупорядоченное движение ионов в растворе или расплаве прекращается: положительно заряженные ионы (они называются катионами) движутся к катоду, отрицательно заряженные (называются анионами) - к аноду. Соответственно, на катоде минус, а на аноде – плюс. Одновременно с распадом электролита на ионы происходит объединение ионов в молекулы. Поэтому электролитическая диссоциация является обратимым процессом и при написании уравнений диссоциации указывается, что реакция идет в обе стороны.

6. ∑ сумма зарядов ионов в молекуле электролита = 0

Упражнение: Напишите формулы электролитов, в водном растворе которых имеются ионы:
а) Na + и S 2-
б) Co 3+ и NO₂
в) K + и OH -
г) Ca 2+ и HCO₃ -
д) CuOH + и Cl -

Назовите эти электролиты.

7. Сила электролита - способность образовывать ионы.

8. Степень диссоциации выражается отношением числа распавшихся на ионы молекул к общему числу молекул в растворе.

Важной характеристикой электролитов служит степень диссоциации α:

При добавлении в пробирку твердого ацетата натрия процесс выделения водорода замедляется и прекращается. Под влиянием ацетат-ионов α (степень электролитической диссоциации) подавляется – репрессия ионизации

Домашнее задание § 17 выписать химические свойства воды со стр. 148 (дополнить пункт про реакции гидратации: гидратация алкенов ) рассмотреть схему 4 (стр. 144), занести ее в тетрадь и дополнить примерами

Роль воды в химических реакциях.

Вещества Растворимые – в 100г воды растворяется более 1 г вещества Нерастворимые – в 100г воды Растворяется менее 1г вещества. Малорастворимые – в 100г воды растворяется от 0,01 до 1г вещества. ! Выпишите примеры веществ из учебника стр. 143-144.

Водные растворы – гомогенные системы, состоящие из молекул воды, частиц растворенного вещества и продуктов их взаимодействия.

Гидратация – процесс взаимодействия воды с молекулами растворенного вещества.

Электролиты – растворы и расплавы которых могут проводить электрический ток . К электролитам относятся вещества с ионной и ковалентной полярной связью: - растворимые соли - кислоты - растворимые основания

Ион - электрически заряженная частица, образующаяся при отрыве или присоединении одного или несколько электронов.

Электрическая диссоциация - процесс распада электролита на ионы при растворении или расплавлении.

Электролиты - вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрический ток ( вещества с ионной или ковалентной полярной связью: соли, кислоты, щелочи). Их относят к проводникам второго рода, т.е. обладающие ионной проводимостью ( носителями зарядов являются ионы).

Кислоты - электролиты, диссоциирующие с отщеплением катиона водорода(Н + ): Н₂SО₄=Н + + НSО₄ - .

Основания - электролиты, диссоциирующие с отщеплением гидроксид ионов(ОН - ):КОН=К + +ОН - .

1) Сильные электролиты- степень диссоциации>30%

2) Слабые электролиты-степень диссоциации - + Н +

Согласно закону действующих масс: К_д=[ СН₃СОО - ] [ Н + ] /[ СН₃СООН].

Для уксусной кислоты К_д=2 * 10 -5

Для угольной кислоты К_д=4,5 *10 -11 .

Вода - самый слабый электролит: из 1млд. молекул на ионы распадаются только 2. Диссоциации подвергается 10 -7 моль/ л воды: Н₂О= Н + + ОН - . Произведение концентрации ионов водорода на концентрацию гидроксид-ионов называется ионным произведением и при 22 градусах составляет 10 -14 .

Для нейтральной среды [Н + ]= [ОН - ]=10 -7

Для кислого раствора [Н + ]>10 -7

Для щелочного [Н + ] -7 .

рН отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода

Для нейтральной среды рН=7

Для кислого раствора рН 7

Примеры из Кимов ЕГЭ:

А22. Наибольшее количество сульфат - ионов образуется в растворе при диссоциации 1 моль:

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Дата ________

Цель: дать понятие о сущности реакций ионного обмена. Рассмотреть условия протекания данных реакций до конца; познакомить учащихся с реакциями ионного обмена и условиями их протекания; научиться составлять ионные уравнения; закрепить знания пользоваться таблицей растворимости для прогнозирования возможных химических реакций; совершенствование химического языка учащихся.

Оборудование: компьютер, интерактивной доске, проектор, табл. растворимости.

Проверка готовности к уроку.

Изучение нового материала.

Давно известно, что некоторые растворы проводят электрический ток (такие растворы получили название электролитов ), а некоторые - не проводят ( неэлектролиты ).

Электролиты – это вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток.

Неэлектролиты – это вещества, растворы или расплавы которых не проводят электрический ток.

Кроме электропроводности электролиты и неэлектролиты имеют много других отличий. При одинаковой молярной концентрации электролиты (по сравнению с неэлектролитами) обладают:

более высокой температурой кипения;

более низкой температурой замерзания;

более высоким осмотическим давлением;

более низким давлением пара растворителя.

Такое большое различие в свойствах растворов ученые объясняют тем фактом, что в электролитах при растворении образуется гораздо большее кол-во частиц, которые еще и обладают зарядом, хотя, в общем, раствор электролита нейтрален.

Распад молекул электролита на ионы под действием полярных молекул растворителя называется электролитической диссоциацией . Вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрический ток, называются электролитами.

К ним относятся вода, кислоты, основания и соли. При растворении в воде молекулы электролитов диссоциируют на положительные ионы – катионы и отрицательные – анионы . Процесс электролитической диссоциации обусловлен взаимодействием веществ с водой или другим растворителем, что приводит к образованию гидратированных ионов.

Так, ион водорода образует ион гидроксония:

Для упрощения ион гидроксония записывают без указания молекул воды, то есть Н+.

или принята запись: NaCl « Na + + Cl – .

Впервые теорию электролитической диссоциации (разделения) сформулировал в 1887 г. шведский ученый С. Аррениус, ее основные положения заключались в следующем:

электролиты, растворяясь в воде, диссоциируют (распадаются) на положительно (катионы) и отрицательно (анионы) заряженные ионы;

под воздействием внешнего электрического поля катионы в растворе электролита начнут двигаться к катоду (отрицательному электроду), анионы - к аноду (положительному электроду);

электролитическая диссоциация является обратимым процессом - параллельно с распадом молекул на ионы идет обратный процесс ассоциации (ионы соединяются в молекулы), в результате чего в растворе устанавливается динамическое равновесие.

Через несколько лет, в 1891 г., русский ученый И. Каблуков внес существенные уточнения в теорию Аррениуса, введя понятие сольватации катионов и анионов (формирование химических связей между растворителем и растворяемым веществом).

Диссоциация хлорида натрия

Хлорид натрия является веществом с ионной связью , в узлах кристаллической решетки NaCl находятся ионы натрия и хлора.

Рис. 1. Кристаллическая решетка хлорида натрия.

При погружении поваренной соли в воду на первой стадии растворения (диссоциации NaCl) полярные молекулы воды под действием электростатического притяжения приклеиваются своей отрицательной стороной к катионам натрия (Na + ), а положительной стороной к анионам хлора (Cl - ):

Рис. 2 Притяжение полярных молекул воды к ионам NaCl.

По мере склеивания молекул воды с ионами натрия и хлора происходит ослабление ионных связей Na + с Cl - :

Рис. 3 Ослабление ионных связей хлорида натрия.

Ионные связи хлорида натрия разрываются и гидратированные ионы переходят в раствор:

Рис. 4 Переход гидратированных ионов натрия и хлора в раствор.

Диссоциация хлороводорода

Под воздействием молекул воды ковалентные связи поляризуются еще больше и становятся связями ионными, после чего происходит процесс, описанный выше:

Рис. 5 Диссоциация полярной молекулы HCl.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что электролитическая диссоциация возможна в полярных растворителях (вода, этиловый спирт). При диссоциации в первую очередь разрываются наиболее полярные связи (самая большая разность в электроотрицательности атомов, составляющих связь.

Растворитель выполняет не только роль разделения катионов и анионов растворяемого вещества, но также замедляет обратный процесс ассоциации ионов в исходную молекулу, поскольку сольватированные (гидратированные) ионы окружены "прилипшими" молекулами растворителя, что мешает сближению (под воздействием кулоновского электростатического притяжения) и воссоединению в молекулу катионов и анионов. Кол-во молекул растворителя, находящихся в гидратной оболочке ионов, зависит от природы ионов, концентрации и температуры раствора.

Уравнения электролитических диссоциаций записываются следующим образом:

NaCl ↔ Na + + Cl -

HCl ↔ H + + Cl -

Электролитическая диссоциация протекает за счет энергии, выделяемой в процессе разрушения кристаллической решетки растворяемого вещества во время взаимодейтсвия молекул растворителя с веществом. Следует сказать, что диссоциация может протекать и без растворителя, например, при высокой температуре, когда образуется расплав вещества (энергия для разрушения кристаллической решетки берется из внешнего источника высокой температуры).

Кислотами называются электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только катионы водорода. Например,

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато. Например сероводородная кислота диссоциирует ступенчато:

H ₂ S « H + + HS – (первая ступень)

HS « H + + S2 – (вторая ступень)

Диссоциация многоосновных кислот протекает, главным образом, по первой ступени. Это объясняется тем, что энергия, которую нужно затратить для отрыва иона от нейтральной молекулы , минимальна и становится больше при диссоциации по каждой следующей ступени.

Основаниями называются электролиты, диссоциирующие в растворе, которые в качестве анионов образуют только гидроксид-ионы. Например,

Многокислотные основания диссоциируют ступенчато

Mg(OH) ₂ « MgOH + + OH – (первая ступень)

MgOH+ « Mg 2+ + OH – (вторая ступень)

Ступенчатая диссоциация кислот и оснований объясняет образование кислых и основных солей.

Существуют электролиты, которые диссоциируют одновременно как основные и как кислотные. Они называются амфотерными.

H+ + RO– « ROH « R+ + OH–

Амфотерность объясняется малым различием прочности связей R–H и О–Н.

К амфотерным электролитам относятся вода, гидроксиды цинка, алюминия, хрома (III), олова (II, IV), свинца (II, IV) и др.

Диссоциацию амфотерного гидроксида, например Sn(OH)2, можно выразить уравнением:

2H+ + SnO22– « Sn(OH)2 « Sn2+ + 2OH–

+2H2O ¯ основные свойства

Солями называют электролиты, которые при диссоциации образуют катионы металлов, или комплексные катионы, и анионы кислотных остатков, или комплексные анионы.

Средние соли, растворимые в воде, диссоциируют практически полностью

Al2(SO4)3 « 2Al3+ + 2SO42–

(NH4)2CO3 « 2NH4+ + CO32–

Кислые соли диссоциируют ступенчато, например:

NaHCO3 « Na+ + HCO3– (первая ступень)

Анионы кислых солей в дальнейшем диссоциируют незначительно:

HCO3– « H+ + CO32– (вторая ступень)

Диссоциацию основной соли можно выразить уравнением

CuOHCl « CuOH+ + Cl– (первая ступень)

CuOH+ « Cu+2 + OH– (вторая ступень)

Катионы основных солей по второй ступени диссоциируют в незначительной степени.

Двойные соли – это электролиты, которые при диссоциации образуют два типа катионов металла. Например

KAl(SO4)2 « K+ + Al3+ + 2SO42–.

Комплексные соли – это электролиты, при диссоциации которых образуются два типа ионов: простой и комплексный. Например:

Na2[Zn(OH)4] « 2Na+ + [Zn(OH)4)]2–

Количественной характеристикой электролитической диссоциации является степень диссоциации a , равная отношению числа молекул, распавшихся на ионы (n), к общему числу растворенных молекул (N)

Степень диссоциации выражается в долях единицы или процентах.

По степени диссоциации все электролиты делятся на сильные (a>30%), слабые (a

Сильные электролиты при растворении в воде полностью диссоциируют на ионы. К ним относятся:

HCl, HBr, HJ, HNO3, H2SO4, HClO3, HClO4, HMnO4, H2SeO4

NaOH, KOH, LiOH, RbOH, CsOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2

растворимые в воде (приложение, табл.2)

Слабые электролиты частично диссоциируют на ионы при растворении в воде. К ним относятся вода, почти все органические кислоты (СН3СООН, HCOOR, H2C2O4 и др.), некоторые минеральные кислоты (HNO2, HCN, H2S, H2SiO3, H2CO3 и др.), гидроксид аммония NH4OH, а также все основания металлов, кроме оснований щелочных и щелочноземельных металлов.

ИТОГ: Электролитическая диссоциация - это процесс распада вещества (электролита) на ионы (в растворах под воздействием полярных молекул растворителя; в расплавах - под воздействием высокой температуры).

Читайте также: