1KURS_PNP / ТЕХНІЧНА ХІМІЯ / ЛЕКЦІЇ ТЕХНІЧНА ХІМІЯ / ЛЕКЦІЯ 4

4

Лекція 4

Тема: Теорія електролітичної дисоціації. Електроліти

Мета: актуалізувати знання учнів про процеси, що протікають у розчинах; узагальнити знання курсантів про електролітичну дисоціацію речовин; удосконалювати вміння й навички складання повних і скорочених йонно-молекулярних рівнянь реакцій.

Обладнання й матеріали: ряд активності металів, таблиця розчинності.

Базові поняття й терміни: електроліти, неелектроліти, теорія електролітичної дисоціації, йони Гідрогену, йони Гідроксонію, Гідроксид-аніони, сильні та слабкі електроліти, ступінь дисоціації.

Тип уроку: повторення й систематизація знань; вивчення нового.

1. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

2. ПОВТОРЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ, ВИВЧЕННЯ НОВОГО

Теорія електролітичної дисоціації (ТЕД) – це теорія, яка пояснює поведінку електролітів в розчинах та розплавах.

Саме слово «дисоціація» – це розпад молекул на іони.

Що таке електроліт?

Електроліти – це речовини, які в розплавах чи розчинах розпадаються на іони.

Позитивно заряджені іони наз. катіони, негативно заряджені іони називаються аніони.

Теорія електролітичної дисоціації була запропонована шведським вченим Сванте Арреніусом у 1887 році. ТЕД містить три основні положення.

Щоб визначити ці положення, давайте розглянемо рівняння дисоціації алюміній сульфату:

Д

Al₂(SO₄)₃ 2Al³⁺ + 3SO₄^2–

М

Запишемо основні положення ТЕД:

1. Електроліти при розчинені у воді чи розплавленні дисоціюють (розпадаються) на іони.

2. Сума зарядів в лівій і правій частині повинна бути однаковою.

3. Під дією електричного струму іони набувають направленого руху: позитивно заряджені іони рухаються до катоду, негативно заряджені – до аноду.

4. Дисоціація – зворотній процес: паралельно з дисоціацією молекул на іони відбувається процес з’єднання іонів в молекули (процес моляризації).

Розглянемо визначення кислот, основ та солей з точки зору ТЕД.

HCl H⁺ + Cl^–

HCl + H₂O H₃O⁺ + Cl^–

Кислоти – це електроліти, при дисоціації яких утворюється іон Гідроксонію та аніон кислотного залишку.

Для багатоосновних кислот дисоціація йде по стадійно:

Н₂SO₄ + H₂O H₃O⁺ + HSO₄^–

HSO₄^– H₃O⁺ + SO₄^2–

Розглянемо дисоціацію натрій гідроксиду:

NaOH Na⁺ + OH^–

Гідроксиди – це електроліти, при дисоціації яких утворюються катіони металу та Гідроксид-аніони.

Багатоосновні гідроксиди дисоціюють по стадійно:

Са(ОН)₂ СаОН⁺ + ОН^–

СаОН⁺ Са²⁺ + ОН^–

Розглянемо дисоціацію солей:

NaCl Na⁺ + Cl^–

Солі – це електроліти, які при дисоціації утворюють катіони металу та аніони кислотного залишку.

Mg(NO₃)₂ Mg²⁺ + 2NO₃^–

Ca₃(PO₄)₂ 3Ca²⁺ + 2PO₄^3–

Розрізняють сильні та слабкі електроліти. Сильні електроліти розчиняються у воді, слабкі є малорозчинними та нерозчинними сполуками.

Характеристикою сили електролітів є величина, яка називається ступінь дисоціації (α):

Може виражатися в частинах або процентах.

наприклад:

Розчинили 400 молекул натрій гідроксиду, 200 з них дисоціювали на йони. Чому буде дорівнювати ступінь дисоціації?

Ступінь дисоціації не залежить від температури, а залежить лише від концентрації розчину. Чим більш розведений розчин, тим більша ступінь дисоціації.

Якщо α>30% - це сильний електроліт (всі солі, гідроксиди лужних металів, лужноземельних металів, сульфатна, нітратна, хлоридна кислота)

Якщо α<3% - це слабкий електроліт (сульфідна, нітритна, карбонатна, ацетатна кислоти, цинк гідроксид, ферум (ІІ) гідроксид, амоній гідроксид).

Якщо 30%> α > 3% - це електроліт середньої сили (сульфітна кислота, фосфорна кислота)

Для слабких електролітів ступінь дисоціації не є характерною величиною, для характеристики їх сили вводять поняття константа дисоціації (Кд)

H₂CO₃ ↔ 2H⁺ + CO₃^2–

Константа дисоціації – це відношення добутку концентрації отриманих іонів до концентрації всієї речовини.

Існують таблиці з величинами констант дисоціації для слабких електролітів.

Чи завжди, коли злити два розчини електроліти, відбувається реакція?

Для цього треба знати умови проходження реакцій між розчинами електролітів:

1. Це утворення нерозчинної солі при взаємодії двох розчинних солей: 3BaCl₂+ Fe₂(SO₄)₃3BaSO₄↓+2FeCl₃

3Ba²⁺+ 3SO₄^2– 3BaSO₄↓

2. Реакції між солями і кислотами проходять в тому випадку, коли утворюється газоподібна речовина:

Na₂CO₃ + 2HCl 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

CO₃^2– + 2H⁺ CO₂↑ + H₂O

3. Між кислотами і гідроксидами реакції проходять тому, що утворюється електроліт (сіль) і малодисоційована речовина – вода:

HCl + NaOH NaCl + H₂O

H⁺ + OH^– H₂O

4. Між солями і лугами реакція проходить в тому випадку, коли утворюється нерозчинний гідроксид:

CuSO₄ + 2NaOH Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

Cu²⁺ + 2OH^– Cu(OH)₂↓