Moderna elektrolitička teorija disocijacije. Teorija elektrolitskog disocijacije

Poznato je da rješenja mogu steći neke kvalitete koje se ne primjenjuju bilo koja od komponenti koje se poduzimaju pojedinačno. Prema tome, vodena otopina NaCl je dobro provedena električnom strujom, dok ni čista voda, niti suha sol s električnom vodljivošću ne posjeduju. U tom smislu, sve otopljene tvari se izrađuju kako bi se podijelile u dvije vrste:

1) tvari čija se rješenja imaju električnu provodljivost elektrolit;

2) tvari čija rješenja ne posjeduju električnu vodu, nazvana neelektroliti.

Neelektrični uključuju okside, plinove, na većini organskih spojeva (ugljikovodika, alkohola, aldehide, ketone, itd.).

Elektroliti uključuju većinu anorganskih i nekih organskih kiselina, baza i soli.

Izgled električne vodljivosti u otopinama elektrolita objasnio je S. Arrenius, koji je 1887. godine sugerirao teorija elektrolitskog disocijacije:

Elektrolitičko disocijacija je proces propadanja elektrolita po ionima pod djelovanjem molekula otapala.

Glavni uzrok elektrolitičkog disocijacije je proces solvetivnih (hidratacijskih) iona. Zbog solvata, povratni proces je ometan rekonganizacija ioni, koji se nazivaju i udruženje ili poliarizacija.

U tom smislu mogu se formulirati neke odredbe:

1) disocijacije su podvrgnute tvari s ionom ili blizu ionskog tipa kemijske veze;

2) proces disocijacije je jači u polarnom otapalu i slabije (ako je moguće) u ne-polarno otapalo;

3) Proces disocijacije je jači od gore navedene dielektrične permeabilnosti otapala.

U općenito Proces elektrolitičkog disocijacije u vodi može biti predstavljen kako slijedi:

Kt n m  ( x.  y.) H2O ⇄ n M +  m n ,

gdje je KT M + pozitivno nabijeni ion ( kation);

N  je negativno nabijeni ion ( anion).

Vrijednost x. i y.Razmišljanje količine molekula vode u hidratnim školjkama uvelike se razlikuju ovisno o prirodi i koncentraciji iona, temperaturi, tlaku itd. U tom smislu, to je prikladnije koristiti pojednostavljene jednadžbe disocijacije elektrolizma, tj. isključujući hidrataciju:

NaCl na + ~ cl ;

CUSO 4 Cu 2+  SO 4 2 ;

K 3 PO 4 3K +  PO 4 3 .

Međutim, treba imati na umu da s kiselom disocijacijom u vodenim otopinama, ne formiraju se bez slobodnih H + iona, nego prilično stabilni hidroksonij ioni H30 +, stoga je jednadžba kisele disocijacije (na primjer, HCl) trebala izgledati ovako:

HCl H20H3 O +  Cl .

Međutim, u kemijskoj literaturi, oblik snimanja je češći, odražavajući samo proces propadanja elektrolita bez uzimanja u obzir učinak hidratacije. U budućnosti ćemo koristiti i pojednostavljenje terminologije.

Snažni i slabi elektroliti

Kvantitativna karakteristika procesa elektrolitičkog disocijacije je stupanj disocijacije.

Stupanj disocijacije Nazvao je omjer broja elektrolita, posipanih ionima (n.), na ukupan broj elektrolita (n. 0 ):

Vrijednost  je izražena u frakcijama jedinice ili% i ovisi o prirodi elektrolita, otapala, temperature, koncentracije i pripravka otopine.

Otapalo je odigrao posebnu ulogu: u nekim slučajevima, tijekom prijelaza iz vodenih otopina u organska otapala, stupanj disocijacije elektrolita može se povećati ili smanjiti. U budućnosti, u nedostatku posebnih uputa pretpostavljamo da je otapalo voda.

Prema stupnju disocijacije, elektroliti su uobičajeno podijeljeni snažan ( > 30%), sredina (3% <  < 30%) и slab ( < 3%).

Tihi elektroliti uključuju:

1) neke anorganske kiseline (HCl, HBr, HI, HNO 3, H2S04, HCLO4 i broj drugih);

2) alkalijskih hidroksida (LI, Na, K, Rb, CS) i zemnoalkalne (CA, SR, BA) metali;

3) gotovo sve topljive soli.

Visoki silni elektroliti uključuju mg (OH) 2, H3 PO 4, HCOOH, H2S03, HF i neki drugi.

Posljednji elektroliji smatraju sve karboksilne kiseline (Osim HCOOH) i hidratiziranih oblika alifatskih i aromatskih amina. Mnoge anorganske kiseline su također slabi elektroliti (HCN, H2S, H2C03, itd.) I bazu (NH3 ∙H2O).

Unatoč nekim slučajnosti, općenito, ne treba identificirati topljivost tvari sa svojim stupnjem disocijacije. Tako octena kiselina i etanol Neograničeno topljivi u vodi, ali u isto vrijeme, prva tvar je slaba električna energija, a drugi  neizglednici.

Elektroliti - Tvari, vodene otopine i taljenja se provode električnu struju. Ove tvari imaju ionske i kovalentne snažne komunikacije. Elektroliti su kiseline, baze, soli. Ponašanje elektrolita u otopini objašnjava teoriju elektrolitskog disocijacije, formulirana Svante arrhenius Godine 1887:

Tvari čija su otopina elektroliti, kada se otoplje dezintegrira na česticama (ionima) koji nose pozitivne i negativne troškove.

Pozivan je proces propadanja elektrolita na ionima elektrolitsko disocijacija. Pod djelovanjem električnog stresa, pozitivno nabijeni ioni prelaze u katodu i negativno napunjene anode.

Ione koji se naplaćuju pozitivno nazvali kationii neznatno nabijeni ioni - anioni, Pozitivno se naduženi metalni ioni, vodik ion, NH4 +, anionske ostatke i hidroksid ion. Veličina naboja iona podudara se s valencijom atoma ili kiselog ostatka, a broj pozitivnih naknada jednak je broju negativnih. Stoga je otopina u cjelini elektronički. Proces elektrolitičkog disocijacije je predstavljen kako slijedi:

NaCl ↔ Na + + Cl ~

H2S04H + + + SO 4 2-

Teorija Arrenius objasnio je mnoge pojave povezane s svojstvima rješenja elektrolita, ali nisu odgovorili na pitanje: zašto su neke tvari elektroliti, a drugi nisu, a također i uloga u formiranju iona otapalo se reproducira.

2 . Mehanizam disocijacije

Teorija procesa disocijacije razvila je I.A. Peta (1891).

Zamislite da je ionski kristal, kao što je NaCl, ušao u vodu. Svaki se ion smješten na površini kristala čini električno polje oko sebe. U blizini NA + je stvoren pozitivno polje na znaku, u blizini CL - elektrostatičkog polja negativnog znaka je dan. Utjecaj tih polja proteže se na određenu udaljenost od kristala. U otopini, kristal sa svih strana su okružuju nasumično pokretne molekule vode. Pronalaženje u području električnih nabijenih iona, mijenjaju svoj pokret: u neposrednoj blizini kristala, oni su orijentirani na takav način da su usmjereni pozitivno nabijenim polom na negativno nabijene čipci i pozitivno napunjeni Na + ion - negativno nabijeni stup (sl. 1). Takav fenomen naziva se orijentacija polarnih molekula u elektrostatičkom polju. Postoje koulorške snage privlačnosti između iona i dipola vode. Kao rezultat ionsko-dipolne interakcije, energija se razlikuje, što doprinosi rupturi ionskih veza u kristalu i transformaciji iona iz kristala u otopinu. Odvojene međusobnim ionima odmah nakon razbijanja odnosa između njih su okruženi polarnim molekulama vode i postaju potpuno hidratiran, Naziva se fenomen interakcije iona s molekulama vode, što rezultira stvaranjem hidratske ljuske, zove se hidratacijski ioni.

Sl. 1. disocijacija ionskih spojeva

Hidrirani ioni koji imaju suprotne troškove mogu međusobno komunicirati. No, budući da se ioni kreću u otopini zajedno s hidratnim školjkama, čvrsto se smanjuje čvrstoća njihove interakcije, a sposobni su za samostalno postojanje.

Kada se polarni spojevi otopljeni, orijentacija dipola vode oko otopljenih molekula dolazi, uzrokujući još veću polarizaciju njih. Polarna kovalentna veza između atoma ide u ionsku. Ukupni par elektrona pomiče se na jedan od atoma (sl. 2).

Sl. 2. disocijacija molekula s polarnom kovalentnom vezom

Na primjer, u HCl, par elektrona se pomiče na atom klora, koji se pretvara u hidratirani klor ion, a proton s molekulom vode čini kompleksno pozitivno nabijenu česticu H3O + - hidroksonsko ion.

HCl + XH2O ↔ H3O + + Cl - ∙ YH 2 O

Dakle, elektroliti mogu biti samo spojevi s ionskom ili polarnom kovalentnom vezom. Elektroliti se mogu disocirati samo u polarnim otapalima.

Općinski proračunski opće obrazovanje

Maharkhangesky okrug

"Ivanovo sredinom sveobuhvatna škola»

Otvorena lekcija kemije u 8. razredu na temu

« Glavne odredbe teorije elektrolitskog disocijacije ».

Učitelj kemije Trohin S.N.

D. Drugi Ivan, 2015

Glavne odredbe teorije elektrolitskog disocijacije.

Ciljevi Lekcija:

Obrazovanje -

formulirati glavne odredbe teorije elektrolitskog disocijacije;

sažeti informacije o ionima;

osigurajte mogućnost snimanja procesa disocijacije pomoću kemijskih znakova i formula.

Obrazovanje - Da biste donijeli želju za aktivno učenjem, s interesom, usađivanjem svjesne discipline, jasnoće i organizacije u radu.

Razvoj - Razviti sposobnost učenika na temelju teoretskog znanja za usporedbu, analizu, sažeti, logički raspravljati, izvući zaključke, razviti oralni govor.

Metode poučavanja: objašnjenje, razgovor, postavljanje i odluka obrazovni problemi, neovisni pojedini rad.

Sredstva obrazovanja: Multimedijski projektor, računalo, tablice topljivosti, baze i soli u vodi, vježbe treninga.

Vrsta lekcije : Lekcija proučavaju novi materijal.

Tijekom nastave:

I. .Organizing vrijeme.

Ii. Donesena je aktualizacija materijala: Provjera domaće zadaće.

Ček domaća zadaća, Imate na stolovima nalaze se listovi s zadacima. Napišite svoje prezime i ime u gornjem desnom kutu. Nastavljamo izvršiti zadatak. Zadatak je 5 minuta.

Vježba 1.

Provjerite svoje znanje. Ekstrakt definicije.

Tvari, čija se otopine provode električna struja, nazivaju se ... (elektroliti)

Proces propadanja elektrolita po iona naziva se ... (elektrolitičko disocijacija)

Tvari čija rješenja ne provode električnu struju, zove ... (neelektroliti)

Odnos broja čestica naiđenih na ionima na ukupan broj otopljenih čestica naziva se ... (stupanj elektrolitičkog disocijacije)

Zadatak 2.

Provjerite svoje znanje. Dovršite shemu.

Zadatak 3.

Provjerite svoje znanje. Napunite tablicu.

Elektroliti.

Neelektrici

Topljive soli

Organske tvari

Alkalija

Jednostavne tvari

Kiselina

Netopljivi oksidi

Netopljive soli, kiseline, baze

Ii. I. , Uvodni razgovor: Tema poruke, objašnjenje ciljeva i ciljeva lekcije.

Danas ćemo uvesti glavne odredbe teorije elektrolitskog disocijacije. Ova tema je nastavak prethodne lekcije. Stoga, danas cilj naše lekcije će sažeti informacije o ionima, konsolidirati sposobnost zabilježiti proces disocijacije pomoću kemijskih znakova i formula, formulirati glavne odredbe teorije elektrolitičkog disocijacije

Iv. Proučavanje novog materijala.

Povijest otvaranja teorije elektrolitskog disocijacije.

Švedski znanstvenik SVANTE Arrenius proučavajući električnu vodljivost rješenja raznih tvari, došlo je do zaključka da je uzrok električne vodljivosti prisutnost iona u otopini ionske otopine, koji se formira kada se elektrolit otopi u vodi. Taj se proces nazivao elektrolitičkom disocijacijom. Godine 1887. arrhenius je formulirao glavne odredbe teorije elektrolitskog disocijacije. Razmotrite glavne odredbe teorije elektrolitskog disocijacije (u skraćenoj verziji TED).

Glavne odredbe teorije Teda.

1. Kada se otopi u vodi, elektroliti se disociraju (raspada) na pozitivnim i negativnim ionima.

Na primjer: NACL \u003d NA + + Cl. -

Ioni su jedan od oblika postojanja. kemijski element, Ioni se razlikuju od atoma po broju elektrona, tj. Električno punjenje. Atomi su neutralne čestice, ioni imaju punjenje (pozitivno ili negativno). Ove dvije okolnosti i određuju razliku u njihovim svojstvima.

Prema tome, ioni su pozitivne ili negativno nabijene čestice u kojima se atomi ili skupine atoma pretvaraju kao rezultat povratka ili dodavanja elektrona. Ovaj proces transformacije može biti predstavljen kao shema.

Mi ćemo analizirati razliku u svojstvima atoma i iona na primjeru svih poznata supstanca - pukotina sol. 1 Elektron je puno za promjenu svojstava, stoga su svojstva iona potpuno slične svojstvima atoma koji ih čine. Metal natrij je vrlo reaktivna tvar koja je čak pohranjena ispod kerozinskog sloja, inače će natrij početi u interakciji s komponentama ambijentalni, Natrij snažno interagira s vodom, dok se istovremeno formira alkalno i vodik, dok se pozitivni natrijev ioni takvi proizvodi ne formiraju. Klor ima žuto-zelenu boju i oštar miris, otrovne i klorne ionske su bezbojne, neviti su bez mirisa. Nitko neće paziti na korištenje u hrani metala natrij i klor plinoviti klor, dok se bez natrijevog klorida koji se sastoji od natrijevog i klora iona, nemoguće je pripremiti hranu. Ove dvije čestice se odlikuju samo jednim elektronima.

Riječ "ion" preveden s grčkog znači "lutajući". U otopinama iona slučajno se kreću ("hodanje") u različitim smjerovima. Sastav iona podijeljen je na jednostavan - Cl - Na. + Sofisticiran - nh 4 + , Tako. 4 -.

2. Uzrok disocijacije elektrolita u vodena otopina je njegova hidratacija, tj. Interakcija elektrolita s molekulama vode i razmaka kemijska veza u njemu.

Kao rezultat interakcije elektrolita s molekulama vode, hidriranim, tj. povezane s molekulama vode, ioni.

Prema tome, prema prisutnosti vodene membrane, ioni su podijeljeni u hidratizirane (u otopinama i kristalohidrata) i nehitraktirane (u bezvodnim soli). Na primjer: kristalohidrat - glomčasta sol, bakra gupona; Bezvodne soli - bakreni sulfat, natrijev nitrat. Svojstva hidriranih i nehitraktiranih iona razlikuju se kao što ste bili u mogućnosti da biste bili sigurni da je primjer bakrenih iona.

Ioni (za prisutnost vodene ljuske)

hidratiran
u otopinama i kristalohidratima: cuso 4 * 5h. 2 O, Na. 2 TAKO. 4 * 10h. 2 O.

nehitraktivan
u bezvodnoj otopini: cu 2+ TAKO. 4 2- Na. + Ne. 3 -

3. Pod djelovanjem električna struja Pozitivno nabijeni ioni kreću se prema negativnom stupu strujnog izvora - katode, tako da se nazivaju kationi, a negativno se nabijeni ioni prelaze na pozitivan stup trenutnog izvora - anoma, pa se nazivaju anioni.

Prema tome, postoji još jedna klasifikacija iona - na temelju njihove naknade.

Ioni
* Kation (pozitivno nabijene čestice)
* Anions (negativno nabijene čestice)

U elektrolitskim otopinama, količina naknada za punjenje kationa jednaka je zbroju naknada aniona, što je rezultira od kojih su ta otopina elektroničkim putem.

4.Elektronski disocijacija je proces reverzibilne za slabe elektrolite. Uz proces disocijacije (dezintegracija elektrolita po iona) nastavlja i obrnuti proces - udruga (ione). Stoga, u elektrolitičkim jednadžbama disocijacije, umjesto znakova jednakosti, stavljen je znak reverzibilnosti, na primjer:

HNO. 2 H. + + Ne. 2-

5. Nisu svi elektroliji jednako disocirani na ionima.

Stupanj disocijacije ovisi o prirodi elektrolita i njegovoj koncentraciji.

Prema disocijaciji, elektroliti su podijeljeni u slabo i snažno.

6. Kemijska svojstva Otopine elektrolita određena su svojstvima iona koje tvore tijekom disocijacije.

Prema prirodi iona generiranih tijekom disocijacije, razlikuju se tri vrste elektrolita: kiselina, baze i soli.

Vlan Flowstone materijal.

Pokušajmo sada zadatak pomoću primljenih informacija. Prilikom obavljanja zadatka obratite pozornost na to je li tvar elektrolit.

ZADATAK.

Hcl

HNO. 3

H. 2 Sio. 3

Na temelju sastavljenih shema pokušajte definirati kiseline sa stajališta TED.

Definicija ekstrakta

Kiseline su elektroliti koje se disociraju na katicijama ... i anioni ...

Kiselina To su elektroliti, koji za disocijaciju oblikuju vodikove kacijete i anions kiselinskog ostatka.

Na primjer:

HCl \u003d H. + + Cl. -
HNO. 3 \u003d H. + + Ne. 3 -

Za multi-osi kiseline, stepčani disocijacija. Na primjer, za fosfornu kiselinu H3PO4:

1. korak - obrazovanje digidrofosfat - ione:

H. 3 Podijeliti 4 H. + + H. 2 Podijeliti 4 -

2. faza - obrazovanje hidrofosfat - ione:

H. 2 Podijeliti 4 - H. + + HPO. 4 2-

Treba imati na umu da je disocijacija elektrolita preko druge faze mnogo slabije nego u prvom. Disocijacija za treću fazu u normalnim uvjetima gotovo se ne događa.

Sve kiseline se kombiniraju nužno tvore vodikove kacijete. Stoga je logično pretpostaviti da opća karakteristična svojstva kiselina - kisela okusa, mijenjaju boju pokazatelja, itd. - Zbog kationa vodika.

Izvedite sljedeći zadatak na temelju glavnih pozicija Ted.

ZADATAK.

Omogućiti jednadžbe elektrolitičkog disocijacije tvari u vodenim otopinama.

Naoh.

Koh

Fe (oh) 2

Navedite tvari klase podataka.

Na temelju sastavljenih shema pokušajte definirati baze sa stajališta TED.

Definicija ekstrakta

Baze su elektroliti koje se disociraju na katicijama ... i anioni ...

Osnova to su elektroliti, koji za disocijaciju oblikuju metalne katicije i hidroksidne aniune.

Na primjer:

Naoh \u003d na. + + Oh. -
KOH \u003d K. + + Oh. -

Više-kiselinske baze disentiraju postupno, uglavnom u prvoj fazi. Na primjer, barij hidroksid ba (OH) 2:

1. faza - formiranje hidroksi iona:

Ba (oh) 2 ↔ oh. - + Baoh. +

2. faza - Formiranje iona baria:

Baoh + ↔ ba 2+ + Oh. -

Sve opća svojstva Razlozi su sapuni za dodir, mijenjaju boju pokazatelja, itd. - Zbog opće za sve baze pomoću hidroksidnih iona - .

Izvršite sljedeći zadatak.

ZADATAK.

Omogućiti jednadžbe elektrolitičkog disocijacije tvari u vodenim otopinama.

Nacl

Kno. 3

Baso. 4

Navedite tvari klase podataka.

Na temelju sastavljenih shema pokušajte definirati soli sa stajališta TED.

Definicija ekstrakta

Soli su elektroliti koji se disociraju na katicijama ... i anioni ...

Soli to su elektroliti, koji za disocijaciju tvore metalne kation (ili amonijev NH) 4 ) i anioni kiselih ostataka.

Na primjer:

K. 3 Podijeliti 4 \u003d 3k. + + Po. 4 3-
Ća 4 Cl \u003d nh 4 + + Cl. -

Očito je da se svojstva soli definiraju i metalni kationi i anioni kiselog ostatka. Dakle, amonijeve soli imaju opća svojstva zbog NH iona 4 + i specijalni, zbog različitih aniona. Slično tome, opća svojstva sulfatnog sulfata - određena su tako ionima 4 2- i razne - različite katije. Za razliku od polipičnih kiselina i baza koje sadrže nekoliko hidroksidnih iona, takve soli poput k 2 TAKO. 4 , Al 2 (Tako. 4 ) 3 itd., potpuno se razlikuju, a ne korak.

I sada učinimo više težak zadatakNa temelju materijala proučavanja u lekciji.

Provjerite svoje znanje

Korištenje tablice topljivosti, navedite primjere tri tvari koje tvore sulfatne ione u otopinama. Zabilježite jednadžbu elektrolitskog disocijacije tih tvari.

Na primjer:

H. 2 TAKO. 4 H. + + Tako. 4 -
HSO. 4 H. + + Tako. 4 2-

Vi Učinio je lekciju.

Vii .Domaća zadaća.

§36, odredbe Ted zapisa u prijenosnom računalu, učiti po srcu;

Definicije kiselina, baza, soli za učenje srca;

Broj zadatka 5 (pisanje).

\u003e\u003e Kemija: Glavne odredbe teorije elektrolitičkog disocijacije sumirajući informacije o elektrolitičkoj disocijaciji u obliku glavnih odredbi sadašnje općeprihvaćene teorije. Oni su sljedeći.
Kao rezultat ove interakcije formiraju se hidrat-kupke, koji je, povezan s molekulama vode, ionima.

Prema tome, prema prisutnosti vodene membrane, ioni su podijeljeni u hidraciju (u otopinama i kristalohidratima) i ne-hidratizirane (u bezvodnim soli).

Svojstva hidradonovih i neusklađenih iona razlikuju se kao što već možete osigurati primjer bakrenih iona.

Kada se otopi u elektrolitima vode disocirati(OEX) na pozitivnim i negativnim ionima.

Svojstva iona apsolutno nisu slične svojstvima atoma koji ih čine. Ioni - Zto je jedan od oblika postojanja kemijskog elementa. Na primjer, atomi natrijevog metala snažno djeluju s vodom, formirajući alkaliju i hidrogen N, dok se natrijem ioni takvi proizvodi ne formiraju. Klor ima žuto-zelene i oštre točke, otrovne i klorne ionske su bezbojne, neyditi su lišeni mirisa. Nitko neće paziti na korištenje u hrani metala natrij i klor plinoviti klor, dok se bez natrijevog klorida koji se sastoji od natrijevog i klora iona, nemoguće je pripremiti hranu.

Dizajn lekcije Sažetak Referentni okvir Prezentacija lekcija ubrzanja metoda Interaktivne tehnologije Praksa Zadaci i vježbe self-test radionica, treninge, slučajevi, zadatke početne zadatke pitanja rasprave retorička pitanja od studenata Ilustracije Audio, videoisječci i multimedija Fotografije, slike, tablice, sheme humora, šale, šale, stripovi, izreke, izreke, križaljke, citati Dodataka Sažeci Članci čipovi za znatiželjne varanje listova Udžbenici Osnovni i dodatni globus Ostali pojmovi Poboljšanje udžbenika i lekcija Učvršćivanje pogrešaka u udžbeniku Ažuriranje fragmenta u udžbeniku. Elementi za inovacije u lekciji zamjenjuju zastarjelo znanje nove Samo za učitelje Savršene lekcije kalendarski plan godišnje smjernice Programi za raspravu Integrirane lekcije