Сьогодні відбувся
Вебінар:
«
Виховні заходи з теми прав дитини. Практичні кейси
»
Взяти участь Всі події

Комбінований урок "Електролітична дисоціація"

Увага! Автор матеріалу забороняє відтворення, передрук або розповсюдження іншим способом цього матеріалу з сайту «ВСЕОСВІТА» (тексти, фото, відео тощо). Дозволяється лише гіперпосилання на сам матеріал.

Хімія

Для кого: Дорослі

08.11.2021

96

2

0

Опис документу:

Вивчення цієї теми спрямоване на логічний взаємозв'язок з попереднім матеріалом, на встановлення залежності електролітичної дисоціації різних речовин від їх будови і природи розчинника. З вивченням цієї теми настає новий етап розвитку знань про періодичний закон.

Засвоївши основи теорії електролітичної дисоціації, учні глибше зрозуміють механізм перебігу реакцій між розчинами електролітів і суть хімічних процесів. Відбувається поглиблення знань про типи хімічних реакцій, розвиваються знання про хімічні рівняння іонного обміну і окиснення – відновлення.

Перегляд
матеріалу
Отримати код

Електролітична дисоціація

І. Організаційний етап

ІІ. Актуалізація опорних знань

Наведіть відомі вам провідники електричного струму.

(Метали, сплави металів, водопровідна вода, розчин солі.)

Які необхідні умови існування електричного струму в середовищі?

(Наявність джерела струму і вільних носіїв електричного заряду.)

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності:

На межі XVIII I XIX століть, коли для дослідження властивостей речовин почали застосовувати електричний струм, звернули увагу на те, що одні речовини, перебуваючи у водному розчині, проводять електричний струм, а інші його не проводять. Тому сьогоднішня тема допоможе нам у цьому розібратись.

ІV. Вивчення нового матеріалу

Здатність розчинів чи розплавів деяких речовин проводити електричний струм зумовлена наявністю йонів у цих рідинах.

Розпад речовини на йони під час її розчинення або плавлення називають електролітичною дисоціацією.

Теорію електролітичної дисоціації речовин у розчинах створив шведський учений Сванте Август Арреніус у 1887 році.

 Основні положення теорії електролітичної дисоціації.

1. При розчиненні або плавленні електроліту, його молекули розпадаються на іони – відбувається електролітична дисоціація (іонізація).

Іон (гр. ion – той, що іде) – заряджений атом або група атомів. Іони бувають прості (одноатомні: H+, Na+, Cl, S2– тощо) і складні (багатоатомні: OH, SO42–, NH4+, H2PO4 тощо).

Формули іонів записують вказуючи справа верхнім індексом заряд іона (в умовних одиницях відносно заряду електрона, який рівний ‑1). На відміну від запису ступеня окиснення, при наведенні заряду іона спочатку записують кількість одиниць заряду (число 1 зазвичай опускають), а потім – знак заряду (“+” або “–”), наприклад H+, OH, NH4+, PO43–.

2. У розчині або розплаві електроліту іони рухаються хаотично (неупорядковано), а при пропусканні електричного струму позитивно заряджені іони рухаються до негативного електрода (катода), а негативно заряджені – до позитивного (анода).

Позитивно заряджені іони називають катіонами (H+, NH4+, іони металів Na+, Al3+ тощо).

Негативно заряджені іони називають аніонами (OH, кислотні залишки F, СO32–, HSO4 тощо).

3. Дисоціація – процес оборотний. Паралельно з процесом дисоціації (розпадом молекул на іони) відбувається асоціація (об’єднання іонів у молекули).


Речовини, які розпадаються у розчині чи розплаві на йони, називають електролітами.

Серед них є сполуки йонної та молекулярної будови.


Солі — електроліти, які дисоціюють у водних розчинах або розплавах на катіони металічних елементів та аніони кислотних залишків.

Запишемо рівняння електролітичної дисоціації натрій хлориду й алюміній сульфату у водному розчині:

NaCl = Na+ + Cl;

Al2(SO4)3 = 2Al3+ + 3SO42-.


Основи — електроліти, які дисоціюють у водних розчинах або розплавах з утворенням аніонів одного типу — гідроксид-іонів OH.

Рівняння електролітичної дисоціації калій гідроксиду і барій гідроксиду:

KOH = K+ + OH;

Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH.

Наявність гідроксид-іонів у водних розчинах лугів зумовлює спільні хімічні властивості цих сполук.

Так, луги однаково діють на певний індикатор: фенолфталеїн забарвлюється в малиновий колір, метилоранж — у жовтий, лакмус — у синій, універсальний індикатор — у синьоозелений. Отже, за допомогою індикатора можна виявити у водному розчині лугу йони OH, а не певну сполуку.

Нерозчинні основи на індикатори не діють.

У хімії часто використовують словосполучення «лужне середовище». Воно вказує на те, що в розчині наявні гідроксид-іони.


Кислоти — електроліти, які дисоціюють у водних розчинах з утворенням катіонів одного типу — йонів Гідрогену Н+.

Наявність йонів Н+ у водних розчинах кислот зумовлює спільні хімічні властивості цих сполук, наприклад однакову дію на індикатор. За його допомогою виявляємо у водному розчині кислоти йони H+, а не певну кислоту.

Вираз «кисле середовище» означає, що розчин містить катіони Гідрогену.

Нерозчинні кислоти не діють на індикатори.


Дисоціація багатоосновних кислот має ступінчастий характер; вона відбувається в кілька стадій.

Розглянемо цей процес на прикладі трьохосновної ортофосфатної кислоти Н3РО4.

Молекула цієї кислоти містить три атоми Гідрогену. Спочатку від молекули відокремлюється один із них, перетворюючись на йон Н+

Н3РО4 ←→ H+ + H2PO4- (перша стадія);

потім, уже від йона H2PO4, — другий

Н2РО4 ←→ H+ + HPO42– (друга стадія);

і, нарешті, — третій (від йона HPO42–):

НРО42– ←→ H+ + PO43– (третя стадія).

Зверніть увагу: заряд йона в лівій частині другого (або третього) рівняння дорівнює сумі зарядів двох йонів у правій частині.

На кожній стадії дисоціює лише частина молекул або йонів. Водний розчин ортофосфатної кислоти, крім молекул води, містить молекули H3PO4, катіони Гідрогену і різну кількість аніонів трьох видів.


Ступінь електролітичної дисоціації.

Йонні речовини дисоціюють у водному розчині повністю, а молекулярні — частково.

У другому випадку для кількісної характеристики цього процесу використовують величину, яку називають ступенем електролітичної дисоціації.

Ступінь дисоціації — це відношення кількості молекул електроліту, які розпалися на йони, до кількості його молекул перед дисоціацією.

Ступінь дисоціації позначають грецькою літерою α (альфа).

Цю фізичну величину виражають часткою від одиниці або у відсотках:


У наведених формулах

N(д.) — кількість молекул електроліту, що розпалися на йони;

N(р.) — кількість молекул електроліту до дисоціації.

Ступінь дисоціації залежить від

природи розчиненої речовини, розчинника,

температури розчину та його концентрації

наявності у розчині інших електролітів.


Слабкі та сильні електроліти.

Якщо значення ступеня дисоціації дорівнює, наприклад, 0,01 чи 0,001 (1% чи 0,1 %), то сполука незначною мірою розпадається на йони в розчині. Її називають слабким електролітом.

Якщо ж значення α наближається до одиниці, або до 100 % (становить, наприклад, 90 % чи 99 %), то сполука майже повністю дисоціює.

Це — сильний електроліт.

Луги і солі — містяться в розчинах лише у вигляді відповідних йонів. Для цих речовин α = 1 (100 %), і всі вони належать до сильних електролітів.


Щодо кислот (молекулярних речовин), то деякі з них розпадаються в розчинах на йони майже повністю, а деякі — незначною мірою.

Перші називають сильними кислотами, другі — слабкими кислотами. Існують також кислоти середньої сили.

HNO3 ≈HCl ≈H2SO4 > H2SO3 > H3PO4 > HF > H2CO3 > H2S> H2SiO3

сильні кислоти кислоти середньої сили слабкі кислоти

Реакції у розчинах електролітів записують у формі іонних рівнянь. 


При складанні іонних рівнянь слід додержуватись алгоритму:

  1. Записати схему реакції у молекулярній формі і розставити коефіцієнти.

  2. Записати повне іонне рівняння з урахуванням електролітичної дисоціації.

  3. Скоротити однакові члени у лівій і правій частинах рівняння.

  4. Записати скорочене іонне рівняння, що відображає суть хімічного процесу в розчині.

  5. Перевірити алгебраїчну суму зарядів у лівій і правій частинах рівняння. Якщо вона дорівнює нулю, рівняння складене правильно.

Приклад 1. Реакція нейтралізації сильної кислоти лугом.

  1. HCl + KOH = H2O + KCl.

  2. H+ + Cl + K+ + OH = H2O + K+ + Cl.

3, 4. H+ + OH = H2O.

5. + 1 + (– 1) = 0, скорочене іонне рівняння складене правильно.

Реакції з утворенням осаду і/або виділенням газу.

а) Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2↑­ + H2O

CO32– + 2H+ = CO2­↑ + H2O

б) CaCl2 + 2AgNO3 = Ca(NO3)2 + 2AgCl↓

Cl + Ag+ = AgCl↓

V. Узагальнення та систематизація знань

Напишіть рівняння дисоціації запропонованих речовин.

Варіант І

Nа2SiO3, НNO3, LiОН, Са(ОН)2, КОН, FеSО4, Сr2(SО4)з, Nа3РО4, Н2S, Н3РО4.

Варіант II

ZnС12, HNO3, МgSО4, Ва(ОН)2, А1С13, Ва(NO3)2, Мg3(РО4)2, Н2SО3, К2SiO3, СsОН.


VІ. Домашнє завдання.

Написати рівняння дисоціації в розчинах таких речовин: К2SО4, Н2SO4, ВаС12, НВr, А1С13.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу.

Увага! Автор матеріалу забороняє відтворення, передрук або розповсюдження іншим способом цього матеріалу з сайту «ВСЕОСВІТА» (тексти, фото, відео тощо). Дозволяється лише гіперпосилання на сам матеріал.