ТЭД. Теория электролитической диссоциации. Теория электролитической диссоциации понятие, основные положения, механизм
 Скачать 24.77 Kb.
|
|
Теория электролитической диссоциации – понятие, основные положения, механизм. Шведский ученый Сванте Аррениус изучая электропроводность растворов различных веществ, пришел к выводу, что причиной электропроводности является наличие в растворе ионов, которые образуются при растворении электролита в воде. Этот процесс получил название электролитическая диссоциация. В 1887 году Аррениус сформулировал основные положения теории электролитической диссоциации. Рассмотрим основные положения теории электролитической диссоциации (в сокращенном варианте ТЭД). Электролиты – вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрических ток. Неэлектролиты – вещества, водные растворы или расплавы которых не проводят электрический ток 1. Электролиты при растворении в воде распадаются (диссоциируют) на ионы – положительные и отрицательные. 2. Под действием электрического тока ионы приобретают направленное движение: положительно заряженные частицы движутся к катоду, отрицательно заряженные – к аноду. Поэтому положительно заряженные частицы называются катионами, а отрицательно заряженные – анионами. 3. Направленное движение происходит в результате притяжения их противоположно заряженными электродами (катод заряжен отрицательно, а анод – положительно). 4. Ионизация – обратимый процесс: параллельно с распадом молекул на ионы (диссоциация) протекает процесс соединения ионов в молекулы (ассоциация). 1. При растворении в воде электролиты диссоциируют (распадаются) на положительные и отрицательные ионы. Например: NaCl = Na+ + Cl- Ионы – это одна из форм существования химического элемента. Ионы отличаются от атомов числом электронов, т.е. электрическим зарядом. Атомы – нейтральные частицы, ионы имеют заряд (положительный или отрицательный). Эти два обстоятельства и обуславливают различие их свойств. Следовательно, ионы – это положительно или отрицательно заряженные частицы в которые превращаются атомы или группы атомов в результате отдачи или присоединения электронов. Этот процесс превращения можно представить в виде схемы. Разберем различие свойств атомов и ионов на примере всем известного вещества – поваренной соли. 1 электрон – это очень много для изменения свойств, поэтому свойства ионов совершенно не похожи на свойства атомов, которые их образовали. Металлический натрий – очень реакционно-способное вещество, которое даже хранят под слоем керосина, иначе натрий начнет взаимодействовать с компонентами окружающей среды. Натрий энергично взаимодействует с водой, образуя при этом щелочь и водород, в то время как положительные ионы натрия таких продуктов не образуют. Хлор имеет желто-зеленый цвет и резкий запах, ядовит, а ионы хлора – бесцветны, неядовиты, лишены запаха. Никому не придет в голову использовать в пищу металлический натрий и газообразный хлор, в то время как без хлорида натрия, состоящего из ионов натрия и хлора, невозможно приготовление пищи. Отличаются эти две частицы только одним электроном. Слово «ион» в переводе с греческого означает «странствующий». В растворах ионы беспорядочно передвигаются («странствуют») в различных направлениях. По составу ионы делят на простые – Cl-, Na+сложные – NH4+, SO4-.  /слайд 12/ Основные положения теории ТЭД 2. Причиной диссоциации электролита в водном растворе является его гидратация, т.е. взаимодействие электролита с молекулами воды и разрыв химической связи в нем. В результате взаимодействия электролита с молекулами воды образуются гидратированные, т.е. связанные с молекулами воды, ионы. Следовательно, по наличию водной оболочки ионы делят на гидратированные (в растворах и кристаллогидратах) и негидратированные (в безводных солях). Например: кристаллогидраты - глуберова соль, медный купорос; безводные соли – сульфат меди, нитрат натрия. Свойства гидратированных и негидратированных ионов отличаются, как вы смогли убедиться на примере ионов меди. ИОНЫ (по наличии водной оболочки) гидратированные в растворах и кристаллогидратах: CuSO4*5H2O , Na2SO4*10H2O негидратированные в безводных солях: Cu2+SO42-, Na+NO3- Основные положения ТЭД 3. Под действием электрического тока положительно заряженные ионы движутся к отрицательному полюсу источника тока – катоду, поэтому их называют катионами, а отрицательно заряженные ионы движутся к положительному полюсу источника тока – аноду, поэтому их называют анионами. Следовательно, существует еще одна классификация ионов – по знаку их заряда. ИОНЫ *катионы (положительно заряженные частицы) *анионы (отрицательно заряженные частицы) В растворах электролитов сумма зарядов катионов равна сумме зарядов анионов, вследствие чего эти растворы электронейтральны. Основные положения ТЭД Электролитическая диссоциация – процесс обратимый для слабых электролитов. Наряду с процессом диссоциации (распад электролита на ионы) протекает и обратный процесс – ассоциация (соединение ионов). Поэтому в уравнениях электролитической диссоциации вместо знака равенства ставят знак обратимости, например: HNO2 ↔ H+ + NO2- Основные положения ТЭД 5. Не все электролиты в одинаковой мере диссоциируют на ионы. Степень диссоциации зависит от природы электролита и его концентрации. По степени диссоциации электролиты делят на слабые и сильные. Основные положения ТЭД 6. Химические свойства растворов электролитов определяются свойствами тех ионов, которые они образуют при диссоциации. По характеру образующихся при диссоциации электролитов ионов различают три типа электролитов: кислоты, основания и соли.  Попробуем теперь выполнить задание, используя полученную информацию. При выполнении задания, обратите внимание на то, является ли вещество электролитом. ЗАДАНИЕ Составьте возможные уравнения электролитической диссоциации веществ в водных растворах. HCl HNO3 H2SiO3 Назовите класс данных веществ. Основываясь на составленных схемах, попробуйте дать определение кислотам с точки зрения ТЭД. ДОПИШИТЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ Кислоты – это электролиты, которые диссоциируют на катионы … и анионы … КИСЛОТЫ- это электролиты, которые при диссоциации образуют катионы водорода и анионы кислотного остатка. Например: HCl = H+ + Cl- HNO3 = H+ + NO3- Для многоосновных кислот протекает ступенчатая диссоциация. Например, для фосфорной кислоты H3PO4 : 1-я ступень – образование дигидрофосфат – ионов: H3PO4 ↔ H+ + H2PO4- 2-я ступень – образование гидрофосфат – ионов: H2PO4- ↔ H+ + HPO42- Cледует учитывать, что диссоциация электролитов по второй ступени происходит намного слабее, чем по первой. Диссоциация по третьей ступени при обычных условиях почти не происходит. Все кислоты объединяет то, что они при диссоциации обязательно образуют катионы водорода. Поэтому логично предположить, что общие характерные свойства кислот – кислый вкус, изменение окраски индикаторов и др. – обусловлены именно катионами водорода. Выполним следующее задание, основываясь на основных положениях ТЭД. ЗАДАНИЕ Составьте возможные уравнения электролитической диссоциации веществ в водных растворах. NaOH KOH Fe(OH)2 Назовите класс данных веществ. Основываясь на составленных схемах, попробуйте дать определение основаниям с точки зрения ТЭД. ДОПИШИТЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ Основания – это электролиты, которые диссоциируют на катионы … и анионы … ОСНОВАНИЯ- это электролиты, которые при диссоциации образуют катионы металла и гидроксид-анионы. Например: NaOH = Na+ + OH- KOH = K+ + OH- Многокислотные основания диссоциируют ступенчато, в основном по первой ступени. Например, гидроксид бария Ba (OH)2 : 1-я ступень – образование гидроксо-ионов: Ba (OH)2 ↔ OH- + BaOH+ 2-я ступень – образование ионов бария: BaOH+ ↔ Ba2+ + OH- Все общие свойства оснований – мылкость на ощупь, изменение окраски индикаторов и др. – обусловлены общими для всех оснований гидроксид-ионами ОН-. Выполняем следующее задание. ЗАДАНИЕ Составьте возможные уравнения электролитической диссоциации веществ в водных растворах. NaCl KNO3 BaSO4 Назовите класс данных веществ. Основываясь на составленных схемах, попробуйте дать определение солям с точки зрения ТЭД. ДОПИШИТЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ Соли – это электролиты, которые диссоциируют на катионы … и анионы … СОЛИ- это электролиты, которые при диссоциации образуют катионы металла (или аммония NH4) и анионы кислотных остатков. Например: K3PO4 = 3K+ + PO43- NH4Cl = NH4+ + Cl- Очевидно, что свойства солей определяются как катионами металла, так и анионами кислотного остатка. Так, соли аммония имеют как общие свойства, обусловленные ионами NH4+, так и спецефические, обусловленные различными анионами. Аналогично, общие свойства сульфатов – солей серной кислоты – определяются ионами SO42-, а различные – разными катионами. В отличие от многоосновных кислот и оснований, содержащих несколько гидроксид-ионов, такие соли как K2SO4 , Al2(SO4)3 и т. д., диссоциируют сразу полностью, а не ступенчато. А теперь давайте выполним более сложное задание, основываясь на всем изученном на уроке материале. ПРОВЕРЬ СВОИ ЗНАНИЯ Пользуясь таблицей растворимости, приведите примеры трех веществ, которые в растворах образуют сульфат-ионы. Запишите уравнения электролитической диссоциации этих веществ. Например: H2SO4 ↔ H+ + SO4- HSO4 ↔ H+ + SO42- |