Презентация к уроку "Электролитическая диссоциация. Диссоциация воды. Водородный показатель."

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

Дегтярева Елена Эдуардовна

МАОУ «Лицей №29» г. Тамбов, учитель химии

Электролиты и неэлектролиты

все вещества по их способности проводить электрический ток в растворах делятся на:

Электролиты

Неэлектролиты

Электролиты - вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрический ток.

● Кислоты

● Основания

● Соли

● Оксиды металлов

Для электролитов характерны ионные или ковалентные сильнополярные полярные связи.

Неэлектролиты - вещества, которые не проводят электрический ток.

● Большинство органических веществ ( спирт, ацетон, бензин, сахар,масло и другие ).

● Некоторые неорганические вещества ( дистиллированная вода, углекислый газ, кислород ).

Для неэлектролитов характерны ковалентные неполярные или малополярные химические связи.

Электролитической диссоциацией (ЭД) - понимают процесс распада электролитов на ионы при растворении его в воде или расплавлении.

Процесс обратный диссоциации - называется ассоциацией .

Ионы  –  это атомы или группы атомов, имеющие положительный или отрицательный заряд . Ионы бывают  простыми , которые состоят из одного вида атомов (например, ион натрия, магния, серы, хлора) и  сложными , которые состоят из атомов разных видов (нитрат-ион, ион аммония, сульфат-ион, фосфат-ион).

Ионы отличаются от нейтральных

атомов по строению и по свойствам.

Теория электролитической

диссоциации 1887 г.

Основные работы

посвящены учению о

растворах и кинетике

химических реакций. На

основании своих

исследований (1882–1883)

высказал идею об

электролитической

диссоциации.

Аррениус

Сванте Август

(1859–1927)

Строение молекулы воды

(H 2 O)

Модельная схема диссоциации соли

-

+

-

+

-

+

+

-

-

+

+

=

NaCl

Na (aq)

Cl (aq)

Диссоциация веществ с ионной связью

протекает в 3 стадии:

• Ориентация- хаотически движущиеся молекулы воды ориентируются у ионов кристалла противоположными к ним полюсами
• Гидратация- диполи воды взаимодействуют с ионами поверхностного слоя кристалла
• Диссоциация- молекулы воды перемещаются в раствор вместе с гидратированными ионами

Диссоциация веществ с ковалентной полярной связью

4 стадии:

• Ориентация
• Гидратация
• Ионизация
• Диссоциация

HCl → H + (aq) + Cl - (aq)

НCl + Н 2 О → Н 3 О + + Сl – (aq)

Степенью электролитической диссоциации

• Отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул растворенного вещества, называется степенью электролитической диссоциации (  ):
•  = n /N
• где n – число молекул распавшихся на ионы; N – общее число молекул в растворе.
• По степени диссоциации электролиты делятся на: сильные -  = 1 (NaOH, KOH, H 2 SO 4 , HCl, HClO 4 , HNO 3 );

• слабые– 0    1 (H 2 S, H 2 CO 3 , CH 3 COOH, NH 4 OH,

• H 2 SiO 3 , HF, H 2 SO 3 ).

ЭЛЕКТРОЛИТЫ

Сильные

(все соли, HCl, HBr, HI, H 2 SO 4 , HNO 3 , NaOH, KOH)

Н 2 SO 4 → 2H + + SO 4 2-

Слабые

(HF, H 2 CO 3 , H 3 PO 4 , HClO, H 2 S Cu(OH) 2 , NH 4 OH, Н 2 О, H 2 SiO 3, органические кислоты и основания)

H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - ; К д1

HCO 3 - ↔ H + +CO 3 2- ; К д2

Диссоциация слабых электролитов.

• СН 3 СООН ↔ СН 3 СОО - + Н +
• Константа равновесия, отвечающая диссоциации слабого электролита, называется константой диссоциации .

• К равн. = К дис. =

• Константа диссоциации — это отношение произведения молярных концентраций ионов к молярной концентрации недиссоциированных молекул.

• Величина К дис . зависит от природы электролита и растворителя, а также от температуры, но не зависит от концентрации раствора.

[СН 3 СОО - ][Н + ]

[СН 3 СООН]

Основные положения ТЭД

• При растворении в воде электролиты диссоциируют на ионы (положительные и отрицательные). Раствор в целом остаётся электронейтральным.
• Причиной диссоциации электролита является его гидратация, то есть взаимодействие электролита с молекулами воды и разрыв химической связи в нём.

Основные положения ТЭД

• Под действием электрического тока положительные ионы движутся к катоду, а отрицательные ионы – к аноду.
• Электролитическая диссоциация  – это процесс обратимый для слабых электролитов.

Растворение-физико-химический процесс

Изменение цвета

Тепловые явления

Экзотермические

(растворение Н 2 SO 4 , NaOH)

Эндотермические

(растворение NH 4 NO 3 , NaCl)

Синие кристаллы

CuSO 4 . 5H 2 O (раствор голубого цвета)

Белые кристаллы

CuSO 4 (безводный)

Диссоциация воды. Водородный показатель. Среда водного раствора электролита.

Диссоциация воды. Водородный показатель  

• Вода служит не только наиболее распространенным растворителем для многих веществ, но и сама является очень слабым амфотерным электролитом:
• Н 2 О ↔ H + + ОH - ; ∆Н° 298 = 56 кДж /моль,
• В воде присутствуют катионы водорода и гидроксид - анионы в строго эквивалентных количествах.
• K дис = [H + ][OH - ]/[H 2 O] = 1,8∙10 -16 при 22 °С.

• Так как вода - очень слабый электролит, то концентрация недиссоциированных молекул может быть принята равной общему числу молей в 1 дм 3 воды, то есть:
• [Н 2 О] = 1000/18 = 55,56 моль/дм 3 .

• Тогда К дис [Н 2 О] = [H + ] [ОН - ] = 1,8∙10 -16 ∙55,56 = 10 -14 = К w
• Величина [Н + ][ОН - ] = 10 -14 называется ионным произведением воды.
• Так как в воде концентрации гидратированных ионов равны, то
• [H + ]= [ОH - ] = √10 -14 = 10 -7 моль/дм 3

Кислотные и щелочные свойства растворов

• Они характеризуются концентрацией катионов H + и анионов ОH - .
• В кислой среде [H + ][OH - ]; [H + ] 10 –7 моль/дм 3 ,
• В щелочной [H + ]
• В нейтральных [H + ]=[OH - ] = 10 –7 моль/дм 3

Водородный показатель рН

• В 1909 г. Сёренсен ввел значение отрицательного десятичного логарифма концентрации водородных ионов, которое называют водородным показателем рН

рН= - lg[H + ].

• Отрицательный десятичный логарифм концентрации гидроксильных ионов называется гидроксильным показателем

pОH = -lg[ОH - ].

• Получим соотношение: рН + рОН = 14.
• Для нейтральной среды рН = -lg10 –7  = 7,
• Для кислых растворов рН 7.

Примеры решения задач

• Пример: В растворе соляной кислоты концентрация [H + ] = 10 -2 моль/дм 3 . Определите среду раствора.

Решение

Среда кислая рН = - lg10 -2 = 2.

• Пример: Дан раствор Н 2 SO 4 С м (Н 2 SO 4 ) = 0,0001М; α = 1.
• Решение:

• Н 2 SO 4 ↔ 2Н + + SO 4 2-
• 1 моль 2 моль
• 0,0001 2·10 -4
• рН = - lg2·10 -4 = 4- lg2 = 4 - 0,3 = 3,7

• Пример: Дан раствор КОН концентрацией 0,001 моль/дм 3. Найти рН этого раствора.
• Решение:

• КОН ↔ К + + ОН -
• 0,001 0,001
• [H + ][ОH - ] = 10 -14
• [H + ] = 10 -14 / 10 -3 = 10 -11

• рН = - lg10 -11 = 11

• Специальные вещества, с помощью которых можно приблизительно оценить реакцию раствора, называются индикаторами.

Свойства кислотно-основных индикато ров

Индикатор

Интервал

Изменение цвета

перехода рН

Метиловый оранжевый

Метиловый красный

нейтральная

3,1 – 4,5

Лакмус

4,2 – 6,2

кислая

оранжевый

оранжевый

5,8 – 8,0

щелочн.

красный

Фенолфталеин

желтый

фиолетовый

красный

8,3 – 10,0

желтый

красный

бесцветн.

синий

бесцветн.

красный

Спасибо за внимание !