Пятница, 20.10.2017, 21:00Главная | Регистрация | Вход

Вход

  Поиск

Новости биологии

Наш опрос

К какой категории вы бы себя отнесли?
Всего ответов: 1067

  Статистика


Онлайн всего: 19
Гостей: 19
Пользователей: 0

Теория к ОГЭ и ЕГЭ
Главная » 2017 » Июнь » 26 » Блок 1. Теоретические основы химии (часть 13)
18:45
Блок 1. Теоретические основы химии (часть 13)
Блок 1. Теоретические основы химии

1.4. Химическая реакция


1.4.5. Электролитическая диссоциация электролитов в водных растворах. Сильные и слабые электролиты

Как известно из курса физики, электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц. В случае металлов, электропроводность обеспечивается подвижными электронами в кристалле, слабо связанными c ядрами атомов, что позволяет им направленно двигаться под действием разности потенциалов.
Кроме металлов, существуют также вещества растворы или расплавы которых проводят электрический ток. Такие вещества называют электролитами.
Электролиты — вещества, расплавы или водные растворы которых проводят электрический ток.
Но за счет чего обеспечивается электрическая проводимость расплавов и растворов электролитов?
Рассмотрим такое соединение как хлорида натрия. Это вещество характеризуется ионным строением. В узлах его структурной решетки находятся попеременно в шахматном порядке катионы натрия и анионы хлора:

Как можно видеть, заряженные частицы, которые могли бы быть обеспечивать электрическую проводимость присутствуют, но статичны, т.е. неподвижны в узлах решетки. Поэтому, чтобы электрический ток смог протекать через хлорид натрия, нужно еще и обеспечить «подвижность» ионов, из которых он состоит.
Как известно, для одного и того же вещества наиболее подвижны составляющие его частицы в том случае, когда он находится в жидком, а не в твердом агрегатном состоянии. Поэтому для того, чтобы хлорид натрия смог проводить электрический ток, его необходимо расплавить, т.е. превратить в жидкость. В результате сообщения энергии кристаллу хлорида натрия в виде большого количества теплоты частично разрушаются ионные связи Na+Cl− , т.е. происходит диссоциация на свободные подвижные ионы:
Na + Cl- ↔ Na+ + Cl
Однако, добиться диссоциации хлорида натрия можно не только его плавлением, но также и его растворением в воде. Но каким образом, это становится возможным? Ведь для того чтобы произошло разрушение кристаллической решетки требуется сообщить ей энергию, что и происходило при расплавлении. Откуда же берется энергия на разрушение решетки в случае растворения?
При помещении кристалла NaCl в воду его поверхность подвергается «облепливанию» молекулами воды или гидратации, в результате которой, ионам в структурной решетке сообщается энергия, достаточная для выделения из структурной решетки и «отправления в свободное плавание» в «оболочке» из молекул воды:

или более упрощенно:
NaCl ↔ Na+ + Cl
(участвующие в гидратации кристалла NaCl и ионов молекулы воды не записываются)
Если энергия, выделяющаяся при гидратации кристалла, меньше энергии кристаллической решетки, то его растворение и диссоциация становятся невозможными. Например, поверхность кристалла сульфата бария, помещенного в водную среду, также покрывается молекулами воды, но выделяющаяся в результате этого энергия недостаточна отрыва ионов Ba2+ и SO42- из кристаллической решетки и, как следствие, становится невозможно его растворение (на самом деле возможно, но в крайне малой степени, т.к. абсолютно нерастворимых веществ не бывает).
Аналогичным образом диссоциация осуществляется также гидроксидами металлов. Например:
NaOH = Na+ + OH
Помимо веществ ионного строения, электролитически диссоциировать способны также и некоторые вещества молекулярного строения с ковалентным полярным типом связи, а именно кислоты. Как и в случае ионных соединений, причина образования ионов из электронейтральных молекул кроется в их гидратации. Существование гидратированных ионов энергетически более выгодно, чем существование гидратированных молекул. Например, диссоциация молекулы соляной кислоты выглядит примерно следующим образом:
Гидратация катионов водорода настолько сильна, что можно говорить не просто о катионе водорода, окружённом молекулами воды (как это было с катионами натрия), а о полноценной частице – ионе гидроксония H3O+, содержащей три полноценные ковалентные связи H-О, одна из которых образована по донорно-акцепторному механизму. Таким образом, уравнение диссоциации соляной кислоты правильнее записывать так:
H2O + HCl = H3O+ + Cl
Тем не менее, даже в этом случае, чаще всего, уравнение диссоциации соляной кислоты, впрочем, как и любой другой, записывают, игнорируя явное участие в диссоциации кислот молекул воды.
HCl = H+ + Cl
Диссоциация многоосновных кислот протекает ступенчато, например:
H3PO4 ↔ H+ + H2PO4
H2PO4 ↔ HPO42- + H+
HPO42- ↔ PO43- + H+

Таким образом, как мы уже выяснили, к электролитам относят: соли, кислоты и основания.
Для описания способности электролитов к электролитической диссоциации используют величину, которая называется степенью диссоциации (α).
Степень диссоциации – отношение числа продиссоциировавших частиц, к общему числу растворенных частиц.
По степени диссоциации электролиты делят на сильные (α>30%), средней силы (30%> α>3%) и слабые (α<3%):
Электролиты
сильные (α>30%) средней силы (30%> α>3%) слабые (α<3%)
1) почти все соли
2) некоторые кислоты:
HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4, H2SO4(разб.)
3) гидроксиды ЩМ и ЩЗМ
(NaOH, KOH, Ca(OH)2 и т.д.)
Mg(OH)2
HNO2
H2SO3 по первой ступени
H3PO4
1) все гидроксиды металлов кроме гидроксидов ЩМ и ЩЗМ
2) H2CO3, H2SiO3, H2S, H2O
3) NH3∙H2O (или NH4OH)
4) CH3COOH и др. карбоновые кислоты
 
Вещества, которые не являются ни кислотами, ни солями, ни гидроксидами, считаются неэлектролитами. К неэлектролитам, например, относятся простые вещества, оксиды, органические вещества (спирты, углеводороды, углеводы, хлорпроизводные углеводородов и т.д.).
Сильные электролиты диссоциируют практически необратимо и в их водных растворах содержание исходных молекул крайне мало:
KOH → K+ + OH
Na2SO4 → 2Na+ + SO42-.
Категория: ЕГЭ по химии | Просмотров: 29 | Добавил: konechnoya | Рейтинг: 0.0/0
Лотоцкая Елена © 2017 | Используются технологии uCoz
Некоторые файлы и информация, находящиеся на данном сайте, были найдены в сети ИНТЕРНЕТ, как свободно распространяемые, присланы пользователями сайта или найдены в альтернативных источниках, также использованы собственные материалы. Автор сайта не претендует на авторство ВСЕХ материалов. Если Вы являетесь правообладателем той или иной продукции или информации, и условия, на которых она представлена на данном ресурсе, не соответствуют действительности, просьба немедленно сообщить с целью устранения правонарушения.
Каталог@Mail.ru - каталог ресурсов интернет Наш сайт в каталоге manyweb.ru Союз образовательных сайтов Каталог сайтов Всего.RU GlavBoard.ru Top 100: Учеба, образование и науки Rambler's Top100 "YandeG" - рейтинг сайтов 3500 разработок для учителя Metodichka.org Банк Интернет-портфолио учителей