Teori om elektrolytisk dissosiasjon. Teori om elektrolytisk dissosiasjon A1

Emner for Unified State Examination-kodifikatoren:Elektrolytisk dissosiasjon av elektrolytter i introduksjonsløsninger. Sterke og svake elektrolytter.

– Dette er stoffer hvis løsninger og smelter leder elektrisk strøm.

Elektrisk strøm er den ordnede bevegelsen av ladede partikler under påvirkning av et elektrisk felt. Dermed inneholder løsninger eller smelter av elektrolytter ladede partikler. I elektrolyttløsninger er elektrisk ledningsevne som regel på grunn av tilstedeværelsen av ioner.

Ioner– disse er ladede partikler (atomer eller grupper av atomer). Separer positivt ladede ioner ( kationer) og negativt ladede ioner ( anioner).

Elektrolytisk dissosiasjon – Dette er prosessen med nedbrytning av en elektrolytt til ioner når den løses opp eller smelter.

Separate stoffer - elektrolytter Og ikke-elektrolytter. TIL ikke-elektrolytter inkluderer stoffer med en sterk kovalent ikke-polar binding (enkle stoffer), alle oksider (som er kjemisk Ikke interagerer med vann), de fleste organiske stoffer (bortsett fra polare forbindelser - karboksylsyrer, deres salter, fenoler) - aldehyder, ketoner, hydrokarboner, karbohydrater.

TIL elektrolytter inkludere noen stoffer med en kovalent polar binding og stoffer med et ionisk krystallgitter.

Hva er essensen av prosessen med elektrolytisk dissosiasjon?

Plasser noen natriumkloridkrystaller i et reagensrør og tilsett vann. Etter en tid vil krystallene oppløses. Hva skjedde?
Natriumklorid er et stoff med et ionisk krystallgitter. NaCl-krystall består av Na+-ioner og Cl - . I vann desintegrerer denne krystallen til strukturelle enheter - ioner. I dette tilfellet brytes ioniske kjemiske bindinger og noen hydrogenbindinger mellom vannmolekyler ned. Na + og Cl - ionene som kommer inn i vannet samhandler med vannmolekyler. Når det gjelder kloridioner, kan vi snakke om den elektrostatiske tiltrekningen av dipole (polare) vannmolekyler til kloranionet, og når det gjelder natriumkationer, nærmer det seg donor-akseptor i naturen (når elektronparet til oksygenatomet plasseres i de ledige orbitalene til natriumionet). Omgitt av vannmolekyler blir ionene dekkethydreringsskall. Dissosiasjonen av natriumklorid er beskrevet av ligningen:

Når forbindelser med en kovalent polar binding løses opp i vann, strekker vannmolekyler som omgir det polare molekylet først bindingen i det, øker polariteten, og bryter det deretter til ioner, som er hydrert og jevnt fordelt i løsningen. For eksempel dissosierer saltsyre til ioner slik: HCl = H + + Cl -.

Under smelting, når krystallen varmes opp, begynner ionene å gjennomgå intense vibrasjoner i nodene til krystallgitteret, som et resultat av at det blir ødelagt og det dannes en smelte som består av ioner.

Prosessen med elektrolytisk dissosiasjon er preget av graden av dissosiasjon av molekylene til stoffet:

Grad av dissosiasjon er forholdet mellom antall dissosierte (oppløste) molekyler og det totale antallet elektrolyttmolekyler. Det vil si hvilken brøkdel av molekylene til det opprinnelige stoffet som desintegrerer til ioner i en løsning eller smelte.

α=N prodiss /N ut, hvor:

N prodiss er antall dissosierte molekyler,

N ut er det opprinnelige antallet molekyler.

I henhold til graden av dissosiasjon er elektrolytter delt inn i sterk Og svak.

Sterke elektrolytter (α≈1):

1. Alle løselige salter (inkludert salter av organiske syrer - kaliumacetat CH 3 COOK, natriumformiat HCOONa, etc.)

2. Sterke syrer: HCl, HI, HBr, HNO 3, H 2 SO 4 (første trinn), HClO 4, etc.;

3. alkalier: NaOH, KOH, LiOH, RbOH, CsOH; Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2.

Sterke elektrolytter desintegreres til ioner nesten fullstendig i vandige løsninger, men bare i. I løsninger kan selv sterke elektrolytter bare delvis desintegreres. De. graden av dissosiasjon av sterke elektrolytter α er omtrent lik 1 bare for umettede løsninger av stoffer. I mettede eller konsentrerte løsninger kan dissosiasjonsgraden av sterke elektrolytter være mindre enn eller lik 1: α≤1.

Svake elektrolytter (α<1):

1. Svake syrer, inkl. organisk;

2. Uløselige baser og ammoniumhydroksid NH 4 OH;

3. Uløselige og noen svakt løselige salter (avhengig av løselighet).

Ikke-elektrolytter:

1. Oksider som ikke interagerer med vann (oksider som interagerer med vann, når de er oppløst i vann, inngår en kjemisk reaksjon for å danne hydroksider);

2. Enkle stoffer;

3. De fleste organiske stoffer med svakt polare eller upolare bindinger (aldehyder, ketoner, hydrokarboner, etc.).

Hvordan dissosierer stoffer? I henhold til graden av dissosiasjon de skiller sterk Og svak elektrolytter.

Sterke elektrolytter dissosieres fullstendig (i mettede løsninger), i ett trinn desintegrerer alle molekyler til ioner, nesten irreversibelt. Vær oppmerksom på at under dissosiasjon i løsning, dannes kun stabile ioner. De vanligste ionene finner du i løselighetstabellen - ditt offisielle jukseark for enhver eksamen. Graden av dissosiasjon av sterke elektrolytter er omtrent lik 1. For eksempel, under dissosiasjonen av natriumfosfat, dannes Na + og PO 4 3– ioner:

Na 3 PO 4 → 3Na + + PO 4 3-

NH 4 Cr(SO 4) 2 → NH 4 + + Cr 3+ + 2SO 4 2–

Dissosiasjon svake elektrolytter : polysyresyrer og polysyrebaser skjer trinnvis og reversibelt. De. Under dissosiasjonen av svake elektrolytter går bare en svært liten del av de opprinnelige partiklene i oppløsning til ioner. For eksempel karbonsyre:

H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 –

HCO 3 – ↔ H + + CO 3 2–

Magnesiumhydroksid dissosieres også i 2 trinn:

Mg(OH) 2 ⇄ Mg(OH) + OH –

Mg(OH) + ⇄ Mg 2+ + OH –

Syresalter dissosieres også trinnvis, ioniske bindinger brytes først, deretter polare kovalente bindinger. For eksempel kaliumhydrogenkarbonat og magnesiumhydroksyklorid:

KHCO 3 ⇄ K + + HCO 3 – (α=1)

HCO 3 – ⇄ H + + CO 3 2– (α< 1)

Mg(OH)Cl ⇄ MgOH + + Cl – (α=1)

MgOH + ⇄ Mg 2+ + OH – (α<< 1)

Graden av dissosiasjon av svake elektrolytter er mye mindre enn 1: α<<1.

Hovedbestemmelsene i teorien om elektrolytisk dissosiasjon er således:

1. Når de er oppløst i vann, dissosieres (brytes opp) elektrolytter til ioner.

2. Årsaken til dissosiasjonen av elektrolytter i vann er dens hydrering, dvs. interaksjon med vannmolekyler og brudd av kjemiske bindinger i det.

3. Under påvirkning av et eksternt elektrisk felt beveger positivt ladede ioner seg mot en positivt ladet elektrode - katoden de kalles kationer. Negativt ladede elektroner beveger seg mot den negative elektroden - anoden. De kalles anioner.

4. Elektrolytisk dissosiasjon skjer reversibelt for svake elektrolytter, og praktisk talt irreversibelt for sterke elektrolytter.

5. Elektrolytter kan dissosiere til ioner i varierende grad, avhengig av ytre forhold, konsentrasjon og beskaffenhet av elektrolytten.

6. De kjemiske egenskapene til ioner skiller seg fra egenskapene til enkle stoffer. De kjemiske egenskapene til elektrolyttløsninger bestemmes av egenskapene til ionene som dannes fra den under dissosiasjon.

Eksempler.

1. Med ufullstendig dissosiasjon av 1 mol salt var det totale antallet positive og negative ioner i løsningen 3,4 mol. Saltformel – a) K 2 S b) Ba(ClO 3) 2 c) NH 4 NO 3 d) Fe(NO 3) 3

Løsning: Først, la oss bestemme styrken til elektrolytter. Dette kan enkelt gjøres ved hjelp av løselighetstabellen. Alle salter gitt i svarene er løselige, dvs. sterke elektrolytter. Deretter skriver vi ned ligningene for elektrolytisk dissosiasjon og bruker ligningen for å bestemme maksimalt antall ioner i hver løsning:

EN) K 2 S ⇄ 2K + + S 2– , med fullstendig dekomponering av 1 mol salt kan det ikke dannes 3 mol ioner;

b) Ba(ClO 3) 2 ⇄ Ba 2+ + 2ClO 3 – igjen, under dekomponeringen av 1 mol salt, dannes 3 mol ioner, mer enn 3 mol ioner dannes ikke;

V) NH 4 NO 3 ⇄ NH 4 + + NO 3 – under dekomponeringen av 1 mol ammoniumnitrat dannes det maksimalt 2 mol ioner;

G) Fe(NO 3) 3 ⇄ Fe 3+ + 3NO 3 –, med fullstendig dekomponering av 1 mol jern(III)nitrat, dannes 4 mol ioner. Følgelig, med ufullstendig dekomponering av 1 mol jernnitrat, er dannelsen av et mindre antall ioner mulig (ufullstendig dekomponering er mulig i en mettet saltløsning). Derfor passer alternativ 4 oss.

Elektrolytisk dissosiasjon av NaCl.avi

Dissosiasjon skjer i løsninger og smelter.
Løselige syrer dissosieres til hydrogenioner og sure ioner.
Løselige baser brytes ned til positivt ladede metallioner og negativt ladede hydroksidioner.
Middels salter dissosieres til metallkationer og anioner av syrerester.
Syre salter spaltes til metall- og hydrogenkationer og anioner av syrerester.
Kationer er metallioner og hydrogen H + .
Anioner er ioner av sure rester og hydroksidioner OH – .
Ioneladning er numerisk lik valensen til ionet i en gitt forbindelse.
Bruk løselighetstabellen til å lage dissosiasjonsligninger.
I en kjemisk formel er summen av ladningene til positivt ladede ioner lik summen av ladningene til negativt ladede ioner.

Tegne syredissosiasjonsligninger

(ved å bruke eksemplet med salpetersyre og svovelsyre)

Tegne dissosiasjonsligninger for alkalier
(løselige baser)

(ved å bruke eksempelet med natrium- og bariumhydroksider)

Løselige baser er hydroksyder dannet av aktive metallioner:
monovalent: Li +, Na+, K+, Rb+, Cs+, Fr+;
divalent: Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+.

Tegne saltdissosiasjonsligninger

(ved å bruke eksemplet med aluminiumsulfat, bariumklorid og kaliumbikarbonat)

Selvkontrolloppgaver

1. Skriv dissosiasjonsligningene for følgende elektrolytter: sinknitrat, natriumkarbonat, kalsiumhydroksid, strontiumklorid, litiumsulfat, svovelsyre, kobber(II)klorid, jern(III)sulfat, kaliumfosfat, hydrosulfid, kalsiumbromid, kalsium hydroksyklorid, natriumnitrat, litiumhydroksid.
2. Del stoffer i elektrolytter og ikke-elektrolytter: K 3 PO 4 , HNO 3 , Zn(OH) 2 , BaCl 2 , Al 2 O 3 , Cr 2 (SO 4) 3 , NO 2 , FeBr 3 , H 3 PO 4 , BaSO 4 , Cu(NO 3) 2 , O 2, Sr(OH) 2, NaHSO 4, CO 2, AlCl 3, ZnSO 4, KNO 3, KHS.
Nevn elektrolyttstoffene.
3. Lag formler for stoffer som kan dannes av følgende ioner:

Navngi stoffene og lag ligninger for deres dissosiasjon.

Svar på oppgaver for selvkontroll

2. Elektrolytter : K 3 PO 4 – kaliumfosfat, HNO 3 – salpetersyre, BaCl 2 – bariumklorid, Cr 2 (SO 4) 3 – krom(III)sulfat, FeBr 3 – jern(III)bromid, H 3 PO 4 – fosforsyre, Сu(NO 3) 2 – kobber(II) nitrat, Sr(OH) 2 – strontiumhydroksid, NaHSO 4 – natriumhydrogensulfat, AlCl 3 – aluminiumklorid, ZnSO 4 – sinksulfat, KNO 3 – kaliumnitrat, KHS – kalium hydrosulfid , Zn(OH) 2 – sinkhydroksid, BaSO 4 – bariumsulfat.
Ikke-elektrolytter : Al 2 O 3, NO 2, O 2, CO 2.

3.
a) N 2SO4, CaS04, NaMnO4, MgI2, Na2CrO4, etc.;
b) KC103, Ba(OH)2, AlP04, H2CO3, etc.;
c) H 2 S, CaCl 2, FeSO 4, Na 2 SO 4, etc.

I løpet av leksjonen vil du kunne teste kunnskapen din om emnet "Unified State Exam. Elektrolytisk dissosiasjon av salter, syrer, alkalier. Ionebytterreaksjoner. Hydrolyse av salter." Du vil vurdere å løse problemer fra Unified State Exam i gruppe A, B og C om ulike emner: "Løsninger og deres konsentrasjoner", "Elektrolytisk dissosiasjon", "Ionebytterreaksjoner og hydrolyse". For å løse disse problemene må du i tillegg til kunnskap om temaene som vurderes også kunne bruke løselighetstabellen for stoffer, kjenne elektronbalansemetoden og ha forståelse for reversibilitet og irreversibilitet av reaksjoner.

Emne: Løsninger og deres konsentrasjon, dispergerte systemer, elektrolytisk dissosiasjon

Leksjon: Unified State-eksamen. Elektrolytisk dissosiasjon av salter, syrer, alkalier. Ionebytterreaksjoner. Hydrolyse av salter

Jeg. Velg ett riktig alternativ fra 4 tilbudte.

Spørsmål	En kommentar
A1. Sterke elektrolytter er:	Per definisjon er sterke elektrolytter stoffer som desintegrerer fullstendig til ioner i en vandig løsning. CO 2 og O 2 kan ikke være sterke elektrolytter. H 2 S er en svak elektrolytt. Riktig svar er 4.
A2. Stoffer som bare dissosieres til metallioner og hydroksidioner er: 1. syrer 2. alkalier 4. amfotere hydroksyder	Per definisjon kalles en forbindelse som, når den dissosieres i en vandig løsning, bare produserer hydroksydanioner en base. Bare alkali og amfoterisk hydroksid passer til denne definisjonen. Men spørsmålet sier at forbindelsen bare skal dissosieres til metallkationer og hydroksydanioner. Amfoterisk hydroksid dissosieres trinnvis, og derfor er hydroksometalioner i løsning. Riktig svar 2.
A3. Utvekslingsreaksjonen skjer til fullføring med dannelsen av et vannuløselig stoff mellom: 1. NaOH og MgCl2 2. NaCl og CuSO4 3. CaCO 3 og HCl (løsning)	For å svare må du skrive disse ligningene og se i løselighetstabellen for å se om det er noen uløselige stoffer blant produktene. Dette er i den første reaksjonen magnesiumhydroksid Mg(OH) 2 Riktig svar 1.
A4. Summen av alle koeffisienter i full og redusert ioneform i reaksjonen mellomFe(NEI 3 ) 2 +2 NaOHer lik:	Fe(NO 3) 2 +2NaOH Fe(OH) 2 ↓ +2Na NO 3 molekylær Fe 2+ +2NO 3 - +2Na+2OH - Fe(OH) 2 ↓ +2Na + +2 NO 3 - komplett ionisk ligning, summen av koeffisientene er 12 Fe 2+ + 2OH - Fe(OH) 2 ↓ forkortet ionisk, summen av koeffisientene er 4 Riktig svar er 4.
A5. Den forkortede ioniske ligningen for reaksjonen H + +OH - →H 2 O tilsvarer interaksjonen: 2. NaOH (PP) +HNO 3 3. Cu(OH)2 + HCl 4. CuO + H2SO 4	Denne forkortede ligningen gjenspeiler samspillet mellom en sterk base og en sterk syre. Basen er tilgjengelig i versjon 2 og 3, men Cu(OH) 2 er en uløselig base Riktig svar 2.
A6. Ionebytterreaksjonen fortsetter til fullføring når løsningene er drenert: 1. natriumnitrat og kaliumsulfat 2. kaliumsulfat og saltsyre 3. kalsiumklorid og sølvnitrat 4. natriumsulfat og kaliumklorid	La oss skrive hvordan ionebytterreaksjonene mellom hvert stoffpar skal foregå. NaNO 3 + K 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + KNO 3 K2S04+HCl→H2SO4+KCl CaCl 2 + 2 AgNO 3 → 2AgCl ↓ + Ca(NO 3) 2 Na 2 SO 4 + KCl → K 2 SO 4 + NaCl Fra løselighetstabellen ser vi at AgCl↓ Riktig svar 3.
A7. I en vandig løsning dissosieres den trinnvis:	Flerbasiske syrer gjennomgår trinnvis dissosiasjon i en vandig løsning. Blant disse stoffene er det bare H2S som er en syre. Riktig svar 3.
A8. Reaksjonsligning CuCl 2 +2 KOH→ Cu(ÅH) 2 ↓+2 KCltilsvarer den forkortede ioniske ligningen: 1. CuCl2 +2OH - →Cu2+ +2OH - +2Cl - 2. Cu 2+ +KOH → Cu(OH) 2 ↓+K+ 3. Cl - +K + ->KCl 4. Cu 2+ + 2OH - → Cu(OH) 2 ↓	La oss skrive den komplette ioniske ligningen: Cu 2+ +2Cl - +2K + +2OH - → Cu(OH) 2 ↓+2K + +2Cl - Ved å eliminere ubundne ioner får vi den forkortede ioniske ligningen Сu 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓ Riktig svar er 4.
A9. Reaksjonen er nesten fullført: 1. Na2S04 + KCl→ 2. H2SO4 + BaCl2 → 3. KNO3 + NaOH → 4. Na2S04 + CuCl2 →	La oss skrive de hypotetiske ionebytterreaksjonene: Na 2 SO 4 + KCl → K 2 SO 4 + Na Cl H 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2 HCl KNO3 + NaOH → NaNO3 + KOH Na 2 SO 4 + CuCl 2 → CuSO 4 + 2 NaCl I følge løselighetstabellen ser vi BaSO 4 ↓ Riktig svar 2.
A10. Løsningen har et nøytralt miljø: 2. (NH 4) 2 SO 4	Bare vandige løsninger av salter dannet av en sterk base og en sterk syre har et nøytralt miljø. NaNO3 er et salt dannet av den sterke basen NaOH og den sterke syren HNO3. Riktig svar 1.
A11. Jordsurheten kan økes ved å introdusere en løsning:	Det er nødvendig å bestemme hvilket salt som vil gi en sur reaksjon til mediet. Det må være et salt dannet av en sterk syre og en svak base. Dette er NH 4 NO 3. Riktig svar 1.
A12. oppstår når det er oppløst i vann:	Bare salter dannet av en sterk base og en sterk syre gjennomgår ikke hydrolyse. Alle de ovennevnte salter inneholder sterke syreanioner. Bare AlCl 3 inneholder et svakt basekation. Riktig svar er 4.
A 13. Gjennomgår ikke hydrolyse: 1. eddiksyre 2. etyleddiksyre 3. stivelse	Hydrolyse er av stor betydning i organisk kjemi. Estere, stivelse og protein gjennomgår hydrolyse. Riktig svar 1.
A14. Hvilket tall indikerer et fragment av den molekylære ligningen til en kjemisk reaksjon som tilsvarer den multiple ioniske ligningen C u 2+ +2 ÅH - → Cu(ÅH) 2 ↓? 1. Cu(OH)2 + HCl→ 2. CuCO3 + H2SO4 → 3. CuO + HNO3 → 4. CuS04+KOH→	I følge den forkortede ligningen følger det at du må ta en hvilken som helst løselig forbindelse som inneholder et kobberion og et hydroksidion. Av alle kobberforbindelsene som er oppført, er kun CuSO 4 løselig, og kun i den vandige reaksjonen er OH - . Riktig svar er 4.
A15.Når hvilke stoffer interagerer vil svoveloksid frigjøres?: 1. Na2S03 og HCl 2. AgNO 3 og K 2 SO 4 3. BaCO 3 og HNO 3 4. Na2S og HCl	Den første reaksjonen produserer ustabil syre H 2 SO 3, som spaltes til vann og svoveloksid (IV) Korrekt svar1.

II. Kort svar og matchende oppgaver.

I 1. Den totale summen av alle koeffisientene i den fulle og reduserte ioniske ligningen for reaksjonen mellom sølvnitrat og natriumhydroksid er...	La oss skrive reaksjonsligningen: 2AgNO3 +2NaOH→Ag2O↓+ 2NaNO3 +H2O Full ionisk ligning: 2Ag + +2NO 3 - +2Na + +2OH - →Ag 2 O↓+ 2Na + +2NO 3 - +H 2 O Forkortet ionisk ligning: 2Ag + +2OH - →Ag2O↓+H2O Riktig svar: 20
AT 2. Skriv en fullstendig ionisk ligning for interaksjonen mellom 1 mol kaliumhydroksid og 1 mol aluminiumhydroksid. Oppgi antall ioner i ligningen.	KOH + Al(OH) 3 ↓→ K Full ionisk ligning: K + +OH - + Al(OH) 3 ↓ → K + + - Riktig svar: 4 ioner.
AT 3. Match navnet på saltet med dets forhold til hydrolyse: A) ammoniumacetat 1. hydrolyserer ikke B) bariumsulfid 2. ved kation B) ammoniumsulfid 3. ved anion D) natriumkarbonat 4. ved kation og anion	For å svare på spørsmålet må du analysere hvilken styrke av base og syre disse saltene er dannet med. Riktig svar A4 B3 C4 D3
AT 4. En løsning av en mol natriumsulfat inneholder 6,02natriumioner. Regn ut graden av dissosiasjon av saltet.	La oss skrive ligningen for den elektrolytiske dissosiasjonen av natriumsulfat: Na 2 SO 4 ↔ 2Na + +SO 4 2- 0,5 mol natriumsulfat ble oppløst til ioner.
KL 5. Match reagensene med de forkortede ioniske ligningene: 1. Ca(OH)2 +HCl → A)NH4 + +OH - →NH3 +H2O 2. NH 4 Cl + NaOH → B) Al 3+ + OH - → Al(OH) 3 ↓ 3. A1Cl3 + KOH → B) H + + OH - → H 2 O 4. BaCl 2 + Na 2 SO 4 → D) Ba 2+ + SO 4 2- → BaSO 4 ↓ Riktig svar: B1 A2 B3 D4
KLOKKEN 6. Skriv den komplette ioniske ligningen som tilsvarer den forkortede: MEDO 3 2- +2 H + → CO 2 + H 2 O. Angi summen av koeffisientene i de molekylære og totale ioniske ligningene.	Du må ta noe løselig karbonat og eventuell løselig sterk syre. Molekylær: Na2CO3 +2HCl → CO2 +H20 +2NaCl; Summen av koeffisientene er 7 Full Ionic: 2Na + +CO32- +2H + +2Cl- → CO2 +H2O +2Na + +2Cl-; Summen av koeffisientene er 13

III.Oppgaver med detaljerte svar

Spørsmål