mozok.click » Хімія » Електроліти й неелектроліти. Електролітична дисоціація
Інформація про новину
  • Переглядів: 5465
  • Автор: admin
  • Дата: 11-01-2018, 13:29
11-01-2018, 13:29

Електроліти й неелектроліти. Електролітична дисоціація

Категорія: Хімія

Ще на зорі вивчення електричних явищ учені помітили, що струм можуть проводити не тільки метали, але й розчини. Але не будь-які. Так, водні розчини кухонної солі й інших солей, розчини сильних кислот і лугів добре проводять струм. Розчини оцтової кислоти, вуглекислого газу проводять його набагато гірше. А от розчини спирту, цукру й більшості інших органічних сполук електричний струм зовсім не проводять.

Чому розчини одних речовин проводять електричний струм, а інші — ні?

Згадаємо, що таке електричний струм. Це потік заряджених частинок. Виходить, якщо розчин проводить електричний струм, то в ньому мають бути заряджені частинки. Звідки ж вони можуть узятися в розчині?

ЕЛЕКТРОЛІТИ Й НЕЕЛЕКТРОЛІТИ

Дослід «Дослідження речовин та їх водних розчинів на електричну провідність»

Досліджувані речовини: кристалічний натрій хлорид, дистильована вода, розчин натрій хлориду, кристалічний цукор, розчин цукру, хлоридна кислота.

Зберемо таке електричне коло {рис. ЗО): У склянку по черзі будемо поміщати різні речовини та вмикати джерело електричного струму. Якщо речовина струм проводить, лампочка буде горіти.



Отже, кристалічний натрій хлорид — лампочка не горить, значить, ця кристалічна сіль електричний струм не проводить.

♦ Дистильована вода — лампочка не горить, значить, чиста вода електричний струм не проводить.

♦ Розчин натрій хлориду — лампочка горить, отже, цей розчин проводить електричний струм.

♦ Кристалічний цукор — лампочка не горить, значить, кристалічний цукор електричний струм не проводить.

♦ Розчин цукру — лампочка не горить, значить, розчин цукру електричний струм не проводить.

♦ Хлоридна кислота — лампочка горить, отже, цей розчин проводить електричний струм.

— У побуті ми завжди використовуємо воду, в якій розчинені певні речовини: солі, гази.

З хімічної точки зору, це не вода, а розчин. Тому електричний струм вона проводить.

Висновок: далеко не всі речовини та їх розчини проводять електричний струм. Причому кристалічна кухонна сіль електричний струм не проводить, а її розчин — проводить. Чому?

1887 року шведський фізик і хімік Сванте Арреніус, досліджуючи електропровідність водних розчинів, висловив припущення, що під час розчинення речовини розпадаються на заряджені частинки — йони, які можуть пересуватися

до електродів — негативно зарядженого катода (катіони) і позитивно зарядженого анода (аніони). Це і є причина виникнення електричного струму в розчинах (рис. 31 і 32). Очевидно, чим більше йонів у розчині, тим краще він проводить електричний струм.

Речовини, які розпадаються в розчинах або розплавах на йони й завдяки цьому проводять електричний струм, називають електролітами.

Речовини, які в розчинах і розплавах на йони не розпадаються і не проводять електричний струм, називають неелектро-літами.

До електролітів належать речовини з йонними й ковалентними полярними зв’язками: кислоти, луги й розчинні солі, до неелектролітів — речовини, в молекулах яких є тільки ковалентні неполярні або малополярні зв’язки, наприклад більшість органічних сполук. Так як речовини розпадаються на йони під час розчинення у воді, то належність їх до електролітів можна визначити за таблицею розчинності. Якщо сіль, кислота або основа розчинна, то вона є електролітом.


Дослід «Рух йонів у електричному полі»

Можна побачити рух йонів до електродів, якщо вони забарвлені. Приєднаємо до батарейки два електроди й закріпимо їх на фільтрувальному папері.

Попередньо змочимо папір водою, а ще краще водним розчином якого-небудь електроліту, наприклад кухонної солі. Помістимо посередині між електродами кристалик калій перманганату KMnO4 («марганцівки»). Через деякий час ми побачимо фіолетово-коричневу «доріжку» в напрямку до позитивно зарядженого електрода (рис. 33). Це рухаються забарвлені йони MnO4. Цей дослід можна провести з іншими забарвленими йо-нами, наприклад блакитними йонами Cu2+. Звичайно, ці йони будуть рухатися до негативно зарядженого електрода.

Яким чином речовини розпадаються на йони — пояснює теорія електролітичної дисоціації.

ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНОЇ ДИСОЦІАЦІЇ

Ми вже розглядали, як відбувається розчинення речовин у воді. Давайте стисло повторимо основні положення:

♦ Молекула води має заряджені полюси, вона є диполем. Вода — полярний розчинник.

♦ У воді добре розчиняються речовини з ковалентним полярним і йонним зв’язком.

♦ Під час розчинення молекули води притягуються до часточок речовини, що розчиняється, — відбувається процес гідратації.

♦ Під час гідратації виділяється енергія, яка використовується на розрив зв’язків у молекулах або кристалічних ґратках речовини, що розчиняється.

♦ У розчин переходять гідратовані (оточені частинками води) частинки — молекули або йони.

Так описують розчинення будь-яких речовин: і електролітів, і неелектролітів. Теорія електролітичної дисоціації включає ці самі положення, але тільки щодо електролітів. Таким чином,

для розчинних речовин з йонними або ковалентними полярними зв’язками процеси розчинення і дисоціації — це одне й те саме.

Теорію дисоціації застосовують не тільки до розчинів, але й до розплавів електролітів.

Розпад електролітів на йони під час розчинення їх у воді або розплавлення називають електролітичною дисоціацією.

— «Електролітична» — це від слова «електроліт»;

— «дисоціація» — від лат. dissociation «розподіл».

Те саме слово англійською dissociation, німецькою ш Dissoziation має таке саме значення.

Розглянемо малюнок, який ілюструє електролітичну дисоціацію речовин з йонним зв’язком:

У закордонних підручниках хімії поряд із йонами, які містяться у водному розчині, поряд у дужках нижнім індексом пишуть (aq), наприклад Na+aq), показуючи в такий спосіб, що йон гідратований. У наших підручниках так писати не прийнято, але ми маємо пам’ятати про це.

Розглянути процес розчинення й дисоціації речовин із ковалентним полярним зв’язком можна на прикладі гідроген хлориду.

Зв’язок H - Cl — ковалентний, полярний. Молекули HCl — диполі з негативним зарядом на атомі Cl і позитивним — на атомі Н. У водному розчині молекули HCl оточені з усіх боків молекулами води так, що позитивні полюси молекул H2O притягуються до негативних полюсів молекул HCl, а негативні полюси — до позитивних полюсів молекул HCl. У результаті зв’язок H - Cl додатково поляризується й розривається з утворенням гідратованих катіонів H+ й аніонів Cl-. Диполі H2O ніби розривають молекули HCl на окремі йони.


Дізнайтеся більше

Йон H+ — по суті протон — приєднується до молекули води, утворюючи йон гідроксонію H3O+. Йон гідроксонію, у свою чергу, може об’єднуватися з іншими молекулами води, утворюючи гідра-товані йони, наприклад H5O+, H7O+, H9O+.

Таким чином, унаслідок електролітичної дисоціації речовин у розчині утворюються йони, які обумовлюють його електропровідність.

під час розчинення у воді розпадаються на йони і проводять електричний струм

під час розчинення у воді не розпадаються на йони і не проводять електричний струм

ПЕРЕВІРТЕ ВАШІ ЗНАННЯ

131. Які речовини називають електролітами? Наведіть приклади.

132. Які речовини називають неелектролітами? Наведіть приклади.

133. Які положення включає теорія електролітичної дисоціації?

134. Поясніть, чому розчини натрій гідроксиду й гідроген броміду проводять електричний струм.

135. Які хімічні зв’язки в електролітах? неелектролітах?

ВИКОНАЙТЕ ЗАВДАННЯ

136. Електроліти — це речовини:

а) що складаються з йонів;

б) що у твердому стані проводять електричний струм;

в) розчини яких проводять електричний струм;

г) розчини й розплави яких проводять електричний струм.

137. Речовини, що проводять електричний струм тільки в розплаві, мають:

а) атомні кристалічні ґратки;

б) молекулярні кристалічні ґратки;

в) йонні кристалічні ґратки;

г) атомні та йонні кристалічні ґратки.

138. Речовини, що проводять електричний струм у розчині, мають:

а) ковалентний неполярний зв’язок;

б) ковалентний полярний зв’язок;

в) йонний і ковалентний полярний зв’язок;

г) йонний зв’язок.

139. Виберіть зі списку йони, які будуть рухатися:

а) до позитивно зарядженого електроду — анода;

б) до негативно зарядженого електроду — катода.

Йони: Mg2+, Cl-, SO4-, Fe3+, Ni2+, NO-.

140. Після випарювання всієї води з розчину калій хлориду масою 2000 г отримали суху сіль масою 4 г. Обчисліть масову частку солі у вихідному розчині.

 

Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Гранкіна

 






^