Тема уроку
Електролітична дисоціація. Електроліти та неелектроліти
Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:
наводити приклади електролітів і неелектролітів;
розрізняти катіони й аніони, електроліти й неелектроліти;
пояснювати суть процесу електролітичної дисоціації;
висловлювати судження про роль експерименту в науці.
ЕЛЕКТРОЛІТИЧНА ДИСОЦІАЦІЯ РЕЧОВИН. Так називається явище, завдяки якому розчин натрій хлориду і хлоридна кислота стали електропровідними.
Електролітична дисоціація — це розпад речовин на вільно рухливі йони під впливом полярних молекул розчинника або в розплаві.
Як ви вже знаєте, під час розчинення речовин у воді полярні молекули води притягують до себе йони або молекули, що перебувають у вузлах кристалічної ґратки розчиненої речовини, і якщо це притягання перевищує силу притягання між структурними частинками у кристалі, речовина розчиняється. Так, розчиняючись у воді, натрій хлорид дисоціює на катіони Натрію та аніони Хлору. Вони хаотично переміщуються в товщі розчинника — води. Під впливом електричного поля хаотичний рух йонів стає впорядкованим: позитивно заряджені йони Na+ рухаються до негативно зарядженого електрода, що має назву катод, а негативно заряджені йони Сl- — до позитивно зарядженого електрода анода. Це й забезпечило електропровідність розчину натрій хлориду в досліді 3.
За назвою електродів, до яких рухаються йони в електричному колі, їх назвали катіони й аніони.
Цукор — речовина молекулярної будови. Під час розчинення в розчин переходять і вільно переміщуються в ньому молекули цукру. Оскільки молекули — електронейтральні (незаряджені) частинки, то між електродами приладу не виникав електричний струм і лампа не світилася.
Залишається з'ясувати, звідки в демонстраційному досліді 6 з'явилися заряджені частинки в розчині гідроген хлориду (хлоридній кислоті). Відомо, що гідроген хлорид НСl — речовина молекулярної будови, у ній немає ні катіонів Гідрогену Н+, ні аніонів Хлору Сl-. Тому рідкий гідроген хлорид не взаємодіє з металами, лугами й основними оксидами. Але ж ви неодноразово проводили всі ці реакції з хлоридною кислотою й переконувались у протилежному! З приводу цього Сванте Арреніус висунув припущення про вплив води.
ЕЛЕКТРОЛІТИЧНА ДИСОЦІАЦІЯ РЕЧОВИН З КОВАЛЕНТНИМ ПОЛЯРНИМ ЗВ'ЯЗКОМ.
Молекули гідроген хлориду з ковалентним сильним полярним зв'язком під впливом диполів води йонізуються — розпадаються на йони й переходять у розчин у вигляді гідратованих йонів (схема 16).
Схема 16. Електролітична дисоціація полярної молекули гідроген хлориду у воді
Як видно зі схеми, спільна електронна пара, що в молекулі гідроген хлориду забезпечувала наявність ковалентного полярного зв'язку між атомами Гідрогену й Хлору, під впливом диполів води повністю зміщується до атома Хлору. Унаслідок цього атом Гідрогену перетворюється на катіон Гідрогену Н+, а відповідно атом Хлору — на аніон Хлору Сl-. Завдяки цьому в досліді 6 замкнулося електричне коло — і лампа засвітилась.
ЕЛЕКТРОЛІТИЧНА ДИСОЦІАЦІЯ РЕЧОВИНИ В РОЗПЛАВІ.
Електролітична дисоціація речовин з йонним хімічним зв'язком у розплавах пояснюється тим, що під впливом високої температури зв'язки у кристалічній ґратці руйнуються, і йони починають вільно рухатись. Як і в розчинах, цей рух хаотичний, але під дією електричного поля він стає спрямованим.
ПОДІЛ РЕЧОВИН НА ЕЛЕКТРОЛІТИ ТА НЕЕЛЕКТРОЛІТИ. За здатністю проводити електричний струм у розчиненому стані чи розплаві речовини поділяють на електроліти та неелектроліти.
Електроліти — це речовини, водні розчини чи розплави яких проводять електричний струм.
До електролітів належать речовини з йонними та ковалентними сильно полярними зв'язками. Це солі, луги, кислоти. Ті з них, що в таблиці розчинності кислот, основ, амфотерних гідроксидів і солей позначено літерою «р» (див. форзац 2), достатньо розчинити у воді. Після цього їхні кристали руйнуються, і йони переходять у розчин.
Незважаючи на те, що внаслідок електролітичної дисоціації утворюються різнойменно зарядженні йони, розчин або розплав залишається електронейтральним. Це тому, що сума позитивних зарядів катіонів дорівнює сумі негативних зарядів аніонів. Вільні йони в розчинах і розплавах рухаються хаотично, але під впливом електричного поля цей рух стає впорядкованим (виникає електричний струм).
Неелектроліти — це речовини, що в розчині чи розплаві не проводять електричного струму.
Прикладами неелектролітів є неорганічні речовини з ковалентним неполярним зв'язком. Не будуть проводити електричний струм: рідкий кисень, водень і гідроген хлорид, а також тверді речовини фосфор і сірка тощо. Багато органічних речовин також є неелектролітами, наприклад, цукор, сахароза, глюкоза, крохмаль.
Пригадайте результат демонстраційного досліду 5 з перевірки електропровідності розчину цукру.
Інформаційна сторінка
Сванте Арреніус (1859-1927) — шведський учений, фізик за освітою, котрий став знаменитим завдяки хімічним дослідженням. За розробку теорії електролітичної дисоціації Арреніусу присуджено Нобелівську премію 1903 року. Один із засновників нової науки — фізичної хімії.
Основні наукові праці присвячені вченню про розчини й залежності швидкості хімічних реакцій від температури. У 1884 р. сформулював висновок про самочинний розпад солей у розчині на заряджені частинки — йони, тобто висунув ідею про електролітичну дисоціацію. Сванте Арреніус — учений із широким колом наукових інтересів; крім хімії, його цікавили походження світу, життя у Всесвіті.
Член академій наук і наукових товариств багатьох країн, був директором Нобелівського фізико-хімічного інституту в Стокгольмі.
Стисло про основне
• Електролітична дисоціація — це розпад речовин під час розчинення у воді або плавлення на вільні йони — позитивно заряджені катіони й негативно заряджені аніони.
• У водних розчинах руйнування кристалічної ґратки йонних сполук чи йонізація полярного ковалентного зв'язку відбувається під впливом полярних молекул води.
• У розчинах і розплавах електролітів позитивні заряди катіонів зрівноважені негативними зарядами аніонів, тому розчин і розплав у цілому електронейтральні.
• За здатністю речовин проводити електричний струм у розчині чи розплаві їх класифікують на електроліти та неелектроліти.
• Електроліти піддаються електролітичній дисоціації й тому їх розчини чи розплави проводять електричний струм.
• Неелектроліти не піддаються електролітичній дисоціації й їх розчини чи розплави не проводять електричного струму.
Д/З Домашнє завдання, дайте відповіді на запитання письмово
1. Дайте визначення електролітичної дисоціації.
2. Які речовини називають електролітами, а які — неелектролітами? Наведіть приклади.
3. Чому кристалічний барій хлорид, маючи у своєму складі катіони Барію та хлорид-аніони, не проводить електричного струму, а його розчин є електропровідним?
.png)