Растворы одних веществ проводят электрический ток, растворы других -... экспериментально проверить электропроводность растворов гидроксида натрия, хлорида натрия

Дистанционный курс 9 класс
Тема 1. Теория электролитической диссоциации.
Растворы одних веществ проводят электрический ток, растворы других - нет. Если
экспериментально проверить электропроводность растворов гидроксида натрия, хлорида натрия
и соляной кислоты. Эти растворы проводят электрический ток. Следовательно, в этих растворах
содержаться свободно движущиеся заряженные частицы. Теперь экспериментально проверим
электропроводность соли и щелочи в твердом виде (не в растворах). Соли и щелочи в твердом
виде не проводят электрический ток.
Вещества, растворы которых проводят электрический ток, называются электролитами.
Вещества, растворы которых не проводят электрический ток, называются неэлектролитами.
Какова роль воды в появлении в растворах электролитов подвижных заряженных частиц?
Испытание электропроводности веществ и их водных растворов показало, что свободно
движущиеся заряженные частицы находятся только в растворах оснований, солей и кислот. Что
это за частицы?
Известно, что соли и щелочи являются ионными соединениями, т.е. кристаллы их состоят из
ионов, которые могут совершать лишь колебательные движения в кристаллической решетке.
Отдельные ионы не могут перемещаться вдоль кристалла, даже если к нему приложить
значительное напряжение. Поэтому соли и щелочи, взятые в сухом виде, электрический ток не
проводят.
Если же соль и щелочь растворить в воде, то растворы их проводят электрический ток. Очевидно,
при растворении солей и щелочей в воде происходит разъединение ионов и они получают
возможность свободно двигаться, поэтому растворы их и проводят электрический ток.
Почему же растворы кислот проводят электрический ток? Чтобы ответить на этот вопрос
рассмотрим строение молекул воды, исходя из электронного строения атома кислорода. В нем
содержится два неспаренных электрона. Оси электронных облаков, образуемых р-электронами,
взаимно перпендикулярны, следовательно, и ковалентные связи, образуемые р-электронами,
должны располагаться по отношению друг к другу под углом, поэтому молекула воды полярна
(см. рис на с. 194 учебника). Если бы молекулы воды были построены более симметрично, они не
были бы полярны.
При попадании кристаллика соли, например, хлорида натрия, в воду, притягиваются к
выступающим наружу ионами своими разноименно с ними заряженным полюсами и тем самым
ослабляют взаимное притяжение ионов: ионы отрываются от кристалла и становятся свободными
(см. рис. 127 на с. 195 учебника).
Процесс распада электролита на ионы называют электролитической
диссоциации(см.с.194учебн.).Основоположником теории электролитической диссоциации
является шведский ученый С. Аррениус, но он ошибочно считал, что в воде находятся свободные
ионы, поэтому не учитывал взаимодействия электролита с водой. Теорию развили русские химики
И.А. Каблуков и В.А.Кистяковский Они доказали, что при растворении электролита происходит
химическое взаимодействие растворенного вещества с водой.
Рассмотрим растворение кислот в воде на примере соляной кислоты. Связь в кислоте ковалентная
полярная. При попадании молекул кислоты в воду, они попадают в электростатическое поле,
созданное молекулами воды. Под действием этого поля электронная пара, связывающая атом
водорода с кислотным остатком, смещается еще сильнее к кислотному остатку до полного отрыва
от протона. Ковалентная связь становится ионной и кислота проводит электрический ток.
Гидратированный ион водорода называется ионом гидроксония . При написании уравнений
диссоциации электролита молекулы воды, связанные с ионами, не учитываются (не только ионы
водорода, но и все вообще ионы в водных растворах гидратированы), так как в химических
реакциях электролитов они обычно не участвуют.
Рассмотрим отличие свойств ионов от свойств атомов. Объясним это различие на основании
строения ионов и атомов, например, натрия.
Ионы отличаются от атомов числом электронов, т.е. электрическим зарядом. Атомы нейтральные частицы, ионы имеют заряд (положительный или отрицательный). Эти два
обстоятельства и обусловливают различие их свойств. Металлический натрий – очень реакционно
– способное вещество, которое даже хранят под слоем керосина, иначе натрии начнет
взаимодействовать с компонентами окружающей среды. В свободном виде в природе не
встречается из-за высокой реакционной способности. Ион натрия Na + очень устойчив и стабилен,
входит в состав поваренной соли, которая хранится долгое время. Отличаются эти две частицы
только одним электроном.
11
Na 0
2e 8e 1e
11
Na 0
2e 8e
Образовавшиеся при диссоциации того или иного вещества ионы находятся в беспорядочном
движении и, сталкиваясь, могут соединяться в молекулы. Таким образом, электролитическая
диссоциация – процесс обратимый; в растворе все время происходят два противоположных
процесса: распад молекул на ионы (диссоциация) и соединение ионов в молекулы (ассоциация).
Диссоциация



 Na   Cl 
Ассоциация
NaCl 
Следовательно, в растворе электролита какая-то его часть может находится в виде молекул.
Скорость реакции диссоциации равна скорости реакции ассоциации, т.е. в растворе существует
химическое равновесие. Сколько молекул и ионов за любой промежуток времени расходуется,
столько и образуется вновь.
Количественным выражением степени распада молекул электролита в растворе на ионы является
степень диссоциации.
Степень диссоциации – это отношение числа частиц, распавшихся на ионы
растворенных частиц N Р  (см.с. 197 учебника)
d
N  общему числу
Д
NД
NР
Одинакова ли степень диссоциации у разных электролитов при прочих равных условиях? Степень
диссоциации зависит от прочности связи ионов в молекулах электролита, т.е. от его природы. Чем
больше прочность связи ионов в молекулах электролита, тем меньше его степень диссоциации, и
наоборот. Чем больше разбавляется раствор электролита, тем более удаляются в нем друг от
друга ионы, тем реже встречаются и вновь соединяются в молекулы, значит степень диссоциации
электролита должна возрастать с разбавлением раствора.
Электропроводность концентрированной уксусной кислоты нарастает по мере ее разбавления
водой.
По степени электролитической диссоциации электролиты разделяют на сильные и слабые.
К сильным электролитам относят:
1. Почти все хорошо растворимые соли.
2. Сильные кислоты.
3. Все щелочи.
К слабым электролитам относят:
1. Слабые кислоты
2. Водный раствор аммиака
NH 3  H 2 O
Со степенью диссоциации электролитов связана их активность при химических реакциях.
Диссоциация кислот.
Одноосновные кислоты диссоциируют в одну ступень, двухосновные - в две ступени,
трехосновные – в три ступени. Число ступеней диссоциации определяется числом атомов
водорода в молекуле кислоты.
HCl  H   Cl 
H 2 SO4
HSO4
II
H 3 PO4
II
III
H 2 SO4  H   HSO4
I
I
H   SO42
H 2 PO4
HPO42
H   H 2 PO4
H 3 PO4
H   HPO42
H   HPO43
Общие свойства кислот определяются наличием в их растворах ионов водорода. Особые свойства
кислот обусловлены наличием в растворе анионов кислотного остатка.
Кислотами называют электролиты, которые при диссоциации образуют катионы водорода и
анионы кислотного остатка.
Диссоциация оснований.
Многокислотные основания диссоциируют ступенчато, в основном по первой ступени
Na   OH 
NaOH
Ba (OH ) 2
II
I
Ba (OH ) 2  OH   BaOH 
BaOH 
Ba 2  OH 

В растворах оснований содержатся гидроксид – ионы ( OH ), которые обусловливают
общие свойства щелочей.
Особые свойства оснований определяют катионы металлов.
Основаниями называют электролиты, которые при диссоциации образуют катионы металла и

гидроксид-анионы ( OH ).
Диссоциация солей.
Соли диссоциируют в одну ступень.
K 3 PO4  3K   PO43
Na2 CO3  2 Na   CO32
В растворах солей нет одинаковых ионов, поэтому и нет общих свойств.
Солями называют электролиты, которые при диссоциации образуют катионы металла (или

аммония NH 4 ) и анионы кислотных остатков.
Дистанционный курс 9 класс по теме 1. Теория электролитической диссоциации
Тест 1
1. Из данных веществ выпишите электролит
а)Раствор гидроксида калия,
б)кристаллы сахара
в) твердый гидроксид калия
г)раствор сахара,
2.Лампочка прибора для определения электропроводности загорится, если электроды поместить:
а) в воду;
в) в расплав хлорида калия;
б)гидроксид меди (II);
г) в азот.
3. Какой вклад в химическую науку внес С.Аррениус?
а) сформулировал основные положения теории электролитической диссоциации;
б) выдвинул идею о гидратации ионов растворе;
в) экспериментально определил размер некоторых ионов в растворе;
г) объединил теорию растворов с представлениями об электролитической диссоциации.
4.Что называется гидратацией?
а) процесс растворения веществ в воде;
б) реакция обмена, в которой участвует вода;
в) процесс взаимодействия атомов или ионов с молекулами воды;
г) процесс распада воды на ионы.
5.Какие вещества называются электролитами?
а) вещества, проводящие электрический ток;
б) вещества, водные растворы или расплавы, которых проводят электрический ток;
в) вещества, имеющие атомную кристаллическую решетку;
г) вещества, реагирующие с водой.
6. Какой вклад сделал Д.И.Менделеев в науку о растворах?
а) сформулировал основные положения теории электролитической диссоциации;
б) открыл химическую сущность процесса растворения;
в) выдвинул идею о гидратации ионов в растворе;
г) объединил теорию растворов с представлениями об электролитической диссоциации.
7.Какие утверждения верны?
а) анионы движутся в растворе упорядоченно;
д) анионы не имеют заряда;
б) анион движется в растворе хаотично;
е) некоторые анионы окрашены;
в) анионы заряжены отрицательно;
ж) анионы всегда окрашены;
г) анионы заряжены положительно;
8. При диссоциации, каких веществ образуются анионы только одного вида – гидроксид-ионы?
а) основные соли;
в) кислоты;
б) средние соли;
г) щелочи.
9.Какие ионы определяют свойства кислот?
а) ОН-;
в) Н+ ;
б) Ва2+ ;
г) Na+ .
10. Что обозначает выражение: “Степень диссоциации кислоты равна 25%”?
а) 25% всех молекул кислоты не диссоциируют на ионы;
б) 25% всех молекул кислоты диссоциирует на ионы;
в) 25 всех частиц в растворе кислоты – молекулы;
г) 25% всех частиц в растворе кислоты – ионы.
11. При диссоциации какого вещества образуется больше всего видов ионов?
а) CaCl2;
в) Al2(SO4)3;
б) HCl;
г) H2CO3.
12. В каком из примеров уравнение диссоциации азотной кислоты записано верно?
а) HNO3 = H+ + NO3-;
в) HNO3 = H- + NO+;
б) HNO3 = H- + 3NO3+;
г) HNO3 = H+ + NO3-
13. После добавления, какого вещества к воде в растворе можно обнаружить сульфат-ион?
а) Na2SO3;
в) H2SO4;
б) BaSO4;
г) H2S.
14. Растворы, каких веществ реагируют между собой с образованием осадка?
а) Fe(OH)3 и HCl;
в) FeCl3 u AgNO3;
б) Na2SO4 u HCl;
г) K2CO3 u HCl;
15. Сокращенное ионное уравнение Ba2+ + SO42- = BaSO4 соответствует реакции между:
а) раствором Ba(OH)2 и раствором H2SO4;
в) BaCO3 u раствором H2SO4;
б) раствором Ba(NO3)2 и раствором H2SO4;
г) BaO и раствором Na2SO4;
Ответы: 1а; 2в; 3а; 4в; 5б; 6б; 7а,в; 8г; 9в; 10б; 11б; 12г; 13б; 14В; 15б.