Pemisahan sebatian ionik. Pemisahan elektrolitik

Bahan yang larutannya (atau cair) mengalirkan arus elektrik dipanggil e l e c t r o l i t a m i. Selalunya penyelesaian bahan-bahan ini sendiri dipanggil elektrolit. Larutan (cairan) elektrolit ini adalah konduktor jenis kedua, kerana penghantaran elektrik dijalankan di dalamnya dengan pergerakan dan kira-kira n kira-kira dalam - zarah bercas. Zarah bercas positif dipanggil kation (Ca +2), zarah yang membawa cas negatif - anion (DIA -). Ion boleh menjadi ringkas (Ca +2, H +) dan kompleks (PO 4 ־ 3, HCO 3 ־ 2).

Pengasas teori pemisahan elektrolitik ialah saintis Sweden S. Arrhenius. Mengikut teori pemisahan elektrolitik

ialah perpecahan molekul menjadi ion apabila ia dilarutkan dalam air, dan ini berlaku tanpa pengaruh arus elektrik. Walau bagaimanapun, teori ini tidak menjawab soalan: apakah sebab yang menentukan penampilan ion dalam larutan dan mengapa ion positif, apabila berlanggar dengan yang negatif, tidak membentuk zarah neutral. Para saintis Rusia membuat sumbangan mereka kepada pembangunan teori ini: D.I. Mendeleev, I.A. Kablukov - penyokong teori penyelesaian kimia, yang memberi perhatian kepada pengaruh pelarut dalam proses pemisahan. Kablukov berhujah bahawa zat terlarut berinteraksi dengan pelarut ( proses penyelesaian ) membentuk produk komposisi berubah-ubah ( ).

garam Solvat ialah ion yang dikelilingi oleh molekul pelarut (cengkerang pelarut), yang boleh terdapat nombor yang berbeza (beginilah cara komposisi berubah-ubah dicapai). Jika pelarut adalah air, maka proses interaksi antara molekul zat terlarut dan pelarut dipanggil g i d r a t a t i e y, dan hasil interaksi ialah

g i d r a t o m.

Oleh itu, punca pemisahan elektrolitik ialah pelarutan (penghidratan). Dan ia adalah pelarutan (penghidratan) ion yang menghalangnya daripada bergabung semula menjadi molekul neutral. Secara kuantitatif, proses penceraian dicirikan oleh nilai α ), tahap pemisahan elektrolitik ( iaitu nisbah jumlah bahan yang terurai menjadi ion kepada jumlah bahan terlarut. α = 1 atau 100% (ion terlarut terdapat dalam larutan), untuk elektrolit lemah 0< α < 1 (в растворе присутствуют наряду с ионами растворенного вещества и его недиссоциированные молекулы), для неэлектролитов α = 0 (tiada ion dalam larutan). Sebagai tambahan kepada sifat zat terlarut dan pelarut, kuantiti α bergantung kepada kepekatan larutan dan suhu.

Jika pelarutnya adalah air, elektrolit kuat termasuk:

1) semua garam;

2) asid berikut: HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3, HClO4;

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

Proses pemisahan elektrolitik boleh diterbalikkan, oleh itu, ia boleh dicirikan oleh nilai pemalar keseimbangan, yang, dalam kes elektrolit lemah, dipanggil pemalar pemisahan (K D ) .

Semakin besar nilai ini, semakin mudah elektrolit terurai menjadi ion, semakin banyak ionnya dalam larutan. Contohnya: HF ═ H + + F־

Nilai ini adalah malar pada suhu tertentu dan bergantung kepada sifat elektrolit dan pelarut.

Asid polibes dan bes poliasid berpisah secara berperingkat. Sebagai contoh, molekul asid sulfurik terutamanya menghapuskan satu kation hidrogen:

H 2 SO 4 ═ H + + HSO 4 ־ .

Penghapusan ion kedua mengikut persamaan

HSO 4 ־ ═ N + + SO 4 ־ 2

ia sudah jauh lebih sukar, kerana ia perlu mengatasi daya tarikan daripada ion SO 4 ־ 2 bercas berganda, yang, sudah tentu, menarik ion hidrogen dengan lebih kuat daripada ion HSO 4 ־ bercas tunggal.

Oleh itu, tahap kedua penceraian berlaku pada tahap yang lebih rendah daripada yang pertama.

Bes yang mengandungi lebih daripada satu kumpulan hidroksil dalam molekul juga berpisah secara berperingkat. Contohnya:

Ba(OH) 2 ═ BaOH + + OH - ;

BaOH + = Ba 2+ + OH - .

Garam sederhana (normal) sentiasa berpecah kepada ion logam dan sisa asid:

CaCl 2 = Ca 2+ + 2Cl - ;

Na 2 SO 4 = 2Na + + SO 4 2- .

Garam asid, seperti asid polibes, berpecah secara berperingkat. Contohnya:

NaHCO 3 = Na + + HCO 3 - ;

HCO 3 - = H + + CO 3 2- .

Walau bagaimanapun, tahap penceraian dalam langkah kedua adalah sangat kecil, sehingga larutan garam asid hanya mengandungi sebilangan kecil ion hidrogen.

Garam asas berpecah kepada ion asas dan berasid. Contohnya:

Fe(OH)Cl 2 = FeOH 2+ + 2Cl - .

Hampir tiada pemisahan sekunder ion sisa asas kepada ion logam dan hidroksil berlaku.

Syarahan. Teori penceraian elektrolitik.

Sebab penyimpangan daripada undang-undang van't Hoff dan Raoult pertama kali ditubuhkan pada tahun 1887 oleh saintis Sweden Svante Arrhenius, mencadangkan teori penceraian elektrolitik, yang berdasarkan dua postulat:

Bahan yang penyelesaiannya elektrolit (iaitu, mereka mengalirkan arus elektrik), apabila dibubarkan, mereka hancur menjadi zarah (ion), yang terbentuk sebagai hasil daripada penceraian bahan terlarut. Bilangan zarah bertambah. Ion bercas positif dipanggil kation , kerana di bawah pengaruh medan elektrik mereka bergerak ke arah katod Ion bercas negatif -. anion , kerana di bawah pengaruh medan elektrik mereka bergerak ke arah anod. Elektrolit termasuk garam, asid dan bes.

Al(NO3)3 ® Al ³ + + NO3ֿ

· Elektrolit tidak tercerai sepenuhnya. Keupayaan sesuatu bahan untuk bercerai dicirikan oleh tahap penceraian elektrolitik - a. Darjah pemisahan elektrolitik ialah nisbah jumlah bahan elektrolit yang terurai menjadi ion kepada jumlah elektrolit terlarut.

a = terion / Ndissolved

n ialah bilangan molekul yang terurai menjadi ion

N ialah jumlah bilangan molekul dalam larutan

a - tahap penceraian elektrolitik

Nilai tin berjulat dari 0 hingga 1, dan a sering dinyatakan sebagai peratusan (dari 0 hingga 100%). Darjah penceraian menunjukkan bahagian mana jumlah elektrolit terlarut dalam keadaan tertentu berada dalam larutan dalam bentuk ion terhidrat.

Sebab-sebab pemisahan elektrolitik adalah disebabkan oleh:

· sifat ikatan kimia dalam sebatian (elektrolit termasuk bahan dengan ikatan sangat polar ionik atau kovalen)

· sifat pelarut: molekul air adalah polar, i.e. ialah dipol

Oleh itu, pemisahan elektrolitik ialah proses penguraian sebatian ionik atau polar kepada ion di bawah pengaruh molekul pelarut polar.

Mekanisme pemisahan elektrolitik.

Teori Arrtius telah dibangunkan dengan ketara oleh saintis Rusia I.A. Kablukov dan V.A. Kistyakovsky, mereka membuktikan bahawa apabila elektrolit dibubarkan, interaksi kimia bahan terlarut dengan air berlaku, yang membawa kepada pembentukan hidrat, dan kemudian mereka berpecah menjadi ion, i.e. Terdapat ion terhidrat dalam larutan.

Cara paling mudah untuk memisahkan bahan adalah dengan ikatan ionik. Urutan proses yang berlaku semasa pemisahan bahan dengan ikatan ionik (garam, alkali) adalah seperti berikut:

orientasi molekul dipol air berhampiran ion kristal

· penghidratan (interaksi) molekul air dengan ion lapisan permukaan hablur

· penceraian (pereputan) hablur elektrolit kepada ion terhidrat.

Dengan mengambil kira penghidratan ion, persamaan disosiasi kelihatan seperti ini:

NaCl + X H2O ® Na + n H2O + Cl - n H2O

Oleh kerana komposisi ion terhidrat tidak selalu tetap, persamaan ditulis secara singkat:

NaCl ® Na + + Cl -

Proses pemisahan bahan dengan ikatan kutub berlaku sama, urutan proses yang berlaku adalah seperti berikut:

orientasi molekul air di sekeliling kutub molekul elektrolit

· penghidratan (interaksi) molekul air dengan molekul elektrolit

· pengionan molekul elektrolit (penukaran ikatan polar kovalen kepada ion)

· penceraian (pereputan) molekul elektrolit kepada ion terhidrat.

HCl + H2O ® H3O + + Cl -

HCl ® H + + Cl -

Semasa proses disosiasi, ion hidrogen tidak berlaku dalam bentuk bebas, hanya dalam bentuk ion hidronium H3O +.

PENYELESAIAN
TEORI DISOSIASI ELEKTROLITIK

DISSOSIASI ELEKTROLITIK
ELEKTROLIT DAN BUKAN ELEKTROlit

Teori disosiasi elektrolitik

(S. Arrhenius, 1887)

1. Apabila larut dalam air (atau cair), elektrolit terurai kepada ion bercas positif dan negatif (tertakluk kepada pemisahan elektrolitik).

2. Di bawah pengaruh arus elektrik, kation (+) bergerak ke arah katod (-), dan anion (-) bergerak ke arah anod (+).

3. Pemisahan elektrolitik ialah proses boleh balik (tindak balas terbalik dipanggil molarisasi).

4. Darjah pemisahan elektrolitik ( a ) bergantung kepada sifat elektrolit dan pelarut, suhu dan kepekatan. Ia menunjukkan nisbah bilangan molekul yang dipecah menjadi ion ( n ) kepada jumlah bilangan molekul yang dimasukkan ke dalam larutan ( N).

a = n / N 0< a <1

Mekanisme pemisahan elektrolitik bahan ionik

Apabila melarutkan sebatian dengan ikatan ionik ( contohnya NaCl ) proses penghidratan bermula dengan orientasi dipol air di sekeliling semua protrusions dan muka hablur garam.

Mengorientasikan sekitar ion kekisi kristal, molekul air membentuk sama ada hidrogen atau ikatan penerima penderma dengannya. Proses ini membebaskan sejumlah besar tenaga, yang dipanggil tenaga penghidratan.

Tenaga penghidratan, yang magnitudnya setanding dengan tenaga kekisi kristal, digunakan untuk memusnahkan kekisi kristal. Dalam kes ini, ion terhidrat melepasi lapisan demi lapisan ke dalam pelarut dan, bercampur dengan molekulnya, membentuk larutan.

Mekanisme pemisahan elektrolitik bahan kutub

Bahan yang molekulnya terbentuk mengikut jenis ikatan kovalen kutub (molekul kutub) berpecah sama. Di sekeliling setiap molekul polar jirim ( contohnya HCl ), dipol air berorientasikan dengan cara tertentu. Hasil daripada interaksi dengan dipol air, molekul polar menjadi lebih terkutub dan bertukar menjadi molekul ionik, kemudian ion terhidrat bebas mudah terbentuk.

Elektrolit dan bukan elektrolit

Pemisahan elektrolitik bahan, yang berlaku dengan pembentukan ion bebas, menerangkan kekonduksian elektrik larutan.

Proses pemisahan elektrolitik biasanya ditulis dalam bentuk rajah, tanpa mendedahkan mekanismenya dan menghilangkan pelarut ( H2O ), walaupun dia adalah peserta utama.

CaCl 2 « Ca 2+ + 2Cl -

KAl(SO 4) 2 « K + + Al 3+ + 2SO 4 2-

HNO 3 « H + + NO 3 -

Ba(OH) 2 « Ba 2+ + 2OH -

Daripada neutraliti elektrik molekul, jumlah caj kation dan anion sepatutnya sama dengan sifar.

Sebagai contoh, untuk

Al 2 (SO 4) 3 ––2 (+3) + 3 (-2) = +6 - 6 = 0

KCr(SO 4) 2 ––1 (+1) + 3 (+3) + 2 (-2) = +1 + 3 - 4 = 0

Elektrolit yang kuat

Ini adalah bahan yang, apabila dibubarkan dalam air, hampir hancur sepenuhnya menjadi ion. Sebagai peraturan, elektrolit kuat termasuk bahan dengan ikatan ionik atau sangat polar: semua garam sangat larut, asid kuat ( HCl, HBr, HI, HClO4, H2SO4, HNO3 ) dan asas kukuh ( LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ba (OH) 2, Sr (OH) 2, Ca (OH) 2).

Dalam larutan elektrolit yang kuat, zat terlarut terutamanya dalam bentuk ion (kation dan anion); molekul-molekul yang tidak tercerai hampir tidak wujud.

Elektrolit yang lemah

Bahan yang sebahagiannya tercerai menjadi ion. Larutan elektrolit lemah mengandungi molekul yang tidak bercampur bersama ion. Elektrolit lemah tidak dapat menghasilkan kepekatan ion yang tinggi dalam larutan.

Elektrolit lemah termasuk:

1) hampir semua asid organik ( CH 3 COOH, C 2 H 5 COOH, dsb.);

2) beberapa asid tak organik ( H 2 CO 3, H 2 S, dsb.);

3) hampir semua garam, bes dan ammonium hidroksida yang sedikit larut dalam air(Ca 3 (PO 4) 2; Cu (OH) 2; Al (OH) 3; NH 4 OH);

4) air.

Mereka mengalirkan elektrik dengan buruk (atau hampir tidak sama sekali).

СH 3 COOH « CH 3 COO - + H +

Cu(OH) 2 «[CuOH] + + OH - (peringkat pertama)

[CuOH] + « Cu 2+ + OH - (peringkat kedua)

H 2 CO 3 « H + + HCO - (peringkat pertama)

HCO 3 - « H + + CO 3 2- (peringkat kedua)

Bukan elektrolit

Bahan yang larutan akueus dan cairnya tidak mengalirkan arus elektrik. Ia mengandungi ikatan non-polar atau kutub rendah kovalen yang tidak terurai menjadi ion.

Gas, pepejal (bukan logam), dan sebatian organik (sukrosa, petrol, alkohol) tidak mengalirkan arus elektrik.

Darjah penceraian. Pemalar pemisahan

Kepekatan ion dalam larutan bergantung pada bagaimana sepenuhnya elektrolit yang diberikan terurai menjadi ion. Dalam larutan elektrolit kuat, pemisahan yang boleh dianggap lengkap, kepekatan ion boleh ditentukan dengan mudah daripada kepekatan (c) dan komposisi molekul elektrolit (indeks stoikiometrik), Contohnya:

Kepekatan ion dalam larutan elektrolit lemah secara kualitatif dicirikan oleh darjah dan pemalar penceraian.

Darjah penceraian (a) - nisbah bilangan molekul yang terurai menjadi ion ( n ) kepada jumlah molekul terlarut ( N):

a=n/N

dan dinyatakan dalam pecahan unit atau dalam % ( a = 0.3 – had pembahagian konvensional kepada elektrolit kuat dan lemah).

Contoh

Tentukan kepekatan molar kation dan anion dalam larutan 0.01 M KBr, NH 4 OH, Ba (OH) 2, H 2 SO 4 dan CH 3 COOH.

Darjah pemisahan elektrolit lemah a = 0.3.

Penyelesaian

KBr, Ba(OH)2 dan H2SO4 - elektrolit kuat yang tercerai sepenuhnya(a = 1).

KBr « K + + Br -

0.01 J

Ba(OH) 2 « Ba 2+ + 2OH -

0.01 J

0.02 M

H 2 SO 4 « 2H + + SO 4

0.02 M

[ SO 4 2- ] = 0.01 M

NH 4 OH dan CH 3 COOH – elektrolit lemah(a = 0.3)

NH 4 OH + 4 + OH -

0.3 0.01 = 0.003 M

CH 3 COOH « CH 3 COO - + H +

[H + ] = [ CH 3 COO - ] = 0.3 0.01 = 0.003 M

Tahap penceraian bergantung kepada kepekatan larutan elektrolit lemah. Apabila dicairkan dengan air, tahap disosiasi sentiasa meningkat, kerana bilangan molekul pelarut bertambah ( H2O ) setiap molekul zat terlarut. Menurut prinsip Le Chatelier, keseimbangan penceraian elektrolitik dalam kes ini harus beralih ke arah pembentukan produk, i.e. ion terhidrat.

Tahap penceraian elektrolitik bergantung pada suhu larutan. Biasanya, apabila suhu meningkat, tahap penceraian meningkat, kerana ikatan dalam molekul diaktifkan, ia menjadi lebih mudah alih dan lebih mudah terion. Kepekatan ion dalam larutan elektrolit lemah boleh dikira dengan mengetahui tahap penceraianadan kepekatan awal bahanc dalam larutan.

Contoh

Tentukan kepekatan molekul dan ion yang tidak tercerai dalam larutan 0.1 M NH4OH , jika darjah penceraian ialah 0.01.

Penyelesaian

Kepekatan molekul NH4OH , yang pada saat keseimbangan akan mereput menjadi ion, akan sama denganac. Kepekatan ion NH 4 - dan OH - - akan sama dengan kepekatan molekul tercerai dan samaac(mengikut persamaan penceraian elektrolitik)

NH4OH		NH4+		OH-
c - a c

A c = 0.01 0.1 = 0.001 mol/l

[NH 4 OH] = c - a c = 0.1 – 0.001 = 0.099 mol/l

Pemalar pemisahan ( K D ) ialah nisbah hasil darab kepekatan ion keseimbangan kepada kuasa pekali stoikiometri yang sepadan dengan kepekatan molekul tidak bersosiasi.

Ia adalah pemalar keseimbangan proses penceraian elektrolitik; mencirikan keupayaan bahan untuk hancur menjadi ion: semakin tinggi K D , semakin besar kepekatan ion dalam larutan.

Pemisahan asid polibes lemah atau bes poliasid berlaku mengikut langkah-langkah, setiap langkah mempunyai pemalar pemisahan sendiri:

Peringkat pertama:

H 3 PO 4 « H + + H 2 PO 4 -

K D 1 = () / = 7.1 10 -3

Peringkat kedua:

H 2 PO 4 - « H + + HPO 4 2-

K D 2 = () / = 6.2 10 -8

Peringkat ketiga:

HPO 4 2- « H + + PO 4 3-

K D 3 = () / = 5.0 10 -13

K D 1 > K D 2 > K D 3

Contoh

Terbitkan persamaan yang mengaitkan darjah penceraian elektrolitik bagi elektrolit lemah ( a ) dengan pemalar pemisahan (hukum pencairan Ostwald) untuk asid monoprotik yang lemah HIDUP.

HA « H + + A +

K D = () /

Jika jumlah kepekatan elektrolit lemah dilambangkanc, maka kepekatan keseimbangan H + dan A - adalah sama ac, dan kepekatan molekul tidak bersosiasi HIDUP - (c - a c) = c (1 - a)

K D = (a c a c) / c(1 - a ) = a 2 c / (1 - a )

Dalam kes elektrolit yang sangat lemah (£ 0.01)

K D = c a 2 atau a = \ é (K D / c )

Contoh

Kira tahap penceraian asid asetik dan kepekatan ion H + dalam larutan 0.1 M, jika K D (CH 3 COOH) = 1.85 10 -5

Penyelesaian

Mari kita gunakan hukum pencairan Ostwald

\é (K D / c ) = \é((1.85 10 -5) / 0.1 )) = 0.0136 atau a = 1.36%

[H+] = a c = 0.0136 0.1 mol/l

Produk keterlarutan

Definisi

Letakkan sedikit garam yang mudah larut dalam bikar, contohnya AgCl dan masukkan air suling ke dalam sedimen. Dalam kes ini, ion Ag+ dan Cl- , mengalami tarikan dari dipol air di sekelilingnya, secara beransur-ansur melepaskan diri dari kristal dan masuk ke dalam larutan. Berlanggar dalam larutan, ion Ag+ dan Cl- membentuk molekul AgCl dan termendap pada permukaan hablur. Oleh itu, dua proses yang saling bertentangan berlaku dalam sistem, yang membawa kepada keseimbangan dinamik, apabila bilangan ion yang sama masuk ke dalam larutan per unit masa Ag+ dan Cl- , berapa banyak daripada mereka yang didepositkan. Pengumpulan ion Ag+ dan Cl- berhenti dalam larutan, ternyata larutan tepu. Akibatnya, kita akan mempertimbangkan sistem di mana terdapat mendakan garam yang mudah larut bersentuhan dengan larutan tepu garam ini. Dalam kes ini, dua proses yang saling bertentangan berlaku:

1) Peralihan ion daripada mendakan kepada larutan. Kadar proses ini boleh dianggap malar pada suhu malar: V 1 = K 1 ;

2) Pemendakan ion daripada larutan. Kepantasan proses ini V 2 bergantung kepada kepekatan ion Ag + dan Cl - . Mengikut undang-undang tindakan massa:

V 2 = k 2

Oleh kerana sistem ini berada dalam keadaan keseimbangan, maka

V 1 = V 2

k 2 = k 1

K 2 / k 1 = const (pada T = const)

Oleh itu, hasil darab kepekatan ion dalam larutan tepu elektrolit yang mudah larut pada suhu malar adalah malar saiz. Kuantiti ini dipanggilproduk keterlarutan(PR).

Dalam contoh yang diberikan PR AgCl = [Ag + ] [Cl - ] . Dalam kes di mana elektrolit mengandungi dua atau lebih ion yang sama, kepekatan ion ini mesti dinaikkan kepada kuasa yang sesuai apabila mengira hasil keterlarutan.

Contohnya, PR Ag 2 S = 2; PR PbI 2 = 2

Secara umum, ungkapan bagi hasil keterlarutan bagi suatu elektrolit ialah A m B n

PR A m B n = [A] m [B] n .

Nilai produk keterlarutan adalah berbeza untuk bahan yang berbeza.

Sebagai contoh, PR CaCO 3 = 4.8 10 -9; PR AgCl = 1.56 10 -10.

PR mudah dikira, mengetahui ra c keterlarutan sebatian pada sesuatu tertentu t°.

Contoh 1

Keterlarutan CaCO 3 ialah 0.0069 atau 6.9 10 -3 g/l. Cari PR bagi CaCO 3.

Penyelesaian

Mari kita nyatakan keterlarutan dalam mol:

S CaCO 3 = ( 6,9 10 -3 ) / 100,09 = 6.9 10 -5 mol/l

MCaCO3

Oleh kerana setiap molekul CaCO3 memberikan satu ion apabila dibubarkan Ca 2+ dan CO 3 2-, kemudian
[Ca 2+ ] = [ CO 3 2- ] = 6.9 10 -5 mol/l ,
oleh itu, PR CaCO 3 = [Ca 2+ ] [CO 3 2- ] = 6.9 10 –5 6.9 10 -5 = 4.8 10 -9

Mengetahui nilai PR , anda boleh pula mengira keterlarutan bahan dalam mol/l atau g/l.

Contoh 2

Produk keterlarutan PR PbSO 4 = 2.2 10 -8 g/l.

Apakah keterlarutan? PbSO 4 ?

Penyelesaian

Mari kita nyatakan keterlarutan PbSO 4 melalui X mol/l. Setelah pergi ke penyelesaian, X mol PbSO 4 akan memberikan ion X Pb 2+ dan X ionJADI 4 2- , iaitu:

== X

PRPbSO 4 = = = X X = X 2

X =\ é(PRPbSO 4 ) = \ é(2,2 10 -8 ) = 1,5 10 -4 mol/l.

Untuk pergi ke keterlarutan yang dinyatakan dalam g/l, kita darabkan nilai yang ditemui dengan berat molekul, selepas itu kita dapat:

1,5 10 -4 303,2 = 4,5 10 -2 g/l.

Pembentukan kerpasan

Jika

[ Ag + ] [ Cl - ] < ПР AgCl- larutan tak tepu

[ Ag + ] [ Cl - ] = PRAgCl- larutan tepu

[ Ag + ] [ Cl - ] > PRAgCl- larutan supertepu

Mendakan terbentuk apabila hasil darab kepekatan ion elektrolit kurang larut melebihi nilai hasil darab keterlarutannya pada suhu tertentu. Apabila hasil ion menjadi sama dengan nilaiPR, hujan berhenti. Mengetahui isipadu dan kepekatan larutan campuran, adalah mungkin untuk mengira sama ada mendakan garam yang terhasil akan mendakan.

Contoh 3

Adakah mendakan terbentuk apabila mencampurkan isipadu yang sama 0.2MpenyelesaianPb(TIDAK 3 ) 2 DanNaCl.
PRPbCl 2 = 2,4 10 -4 .

Penyelesaian

Apabila dicampur, isipadu larutan menjadi dua kali ganda dan kepekatan setiap bahan berkurangan separuh, i.e. akan menjadi 0.1 M atau 1.0 10 -1 mol/l. Ini adalah akan ada kepekatanPb 2+ DanCl - . Oleh itu,[ Pb 2+ ] [ Cl - ] 2 = 1 10 -1 (1 10 -1 ) 2 = 1 10 -3 . Nilai yang terhasil melebihiPRPbCl 2 (2,4 10 -4 ) . Oleh itu sebahagian daripada garamPbCl 2 mendakan. Daripada semua perkara di atas, kita boleh membuat kesimpulan tentang pengaruh pelbagai faktor terhadap pembentukan kerpasan.

Kesan kepekatan larutan

Elektrolit yang mudah larut dengan nilai yang cukup besarPRtidak boleh dimendakan daripada larutan cair.Contohnya, sedimenPbCl 2 tidak akan gugur apabila mencampurkan isipadu yang sama 0.1MpenyelesaianPb(TIDAK 3 ) 2 DanNaCl. Apabila mencampurkan isipadu yang sama, kepekatan setiap bahan akan menjadi0,1 / 2 = 0,05 Matau 5 10 -2 mol/l. Produk ionik[ Pb 2+ ] [ Cl 1- ] 2 = 5 10 -2 (5 10 -2 ) 2 = 12,5 10 -5 .Nilai yang terhasil adalah kurangPRPbCl 2 , oleh itu tiada hujan akan berlaku.

Pengaruh jumlah pemendakan

Untuk pemendakan yang paling lengkap yang mungkin, lebihan pemendakan digunakan.

Contohnya, mendakan garamBaCO 3 : BaCl 2 + Na 2 CO 3 ® BaCO 3 ¯ + 2 NaCl. Selepas menambah jumlah yang setaraNa 2 CO 3 ion kekal dalam larutanBa 2+ , kepekatannya ditentukan oleh nilaiPR.

Meningkatkan kepekatan ionCO 3 2- disebabkan oleh penambahan pemendakan berlebihan(Na 2 CO 3 ) , akan melibatkan penurunan yang sepadan dalam kepekatan ionBa 2+ dalam larutan, i.e. akan meningkatkan kesempurnaan kerpasan ion ini.

Pengaruh ion yang sama

Keterlarutan elektrolit yang jarang larut berkurangan dengan kehadiran elektrolit kuat lain yang mempunyai ion dengan nama yang sama. Jika kepada larutan tak tepuBaSO 4 tambah larutan sedikit demi sedikitNa 2 JADI 4 , kemudian produk ionik, yang pada mulanya lebih kecil PRBaSO 4 (1,1 10 -10 ) , akan secara beransur-ansur mencapaiPRdan akan melebihinya. Hujan akan mula terbentuk.

Kesan suhu

PRialah nilai malar pada suhu malar. Dengan peningkatan suhu PR meningkat, jadi pemendakan paling baik dilakukan daripada larutan yang disejukkan.

Pelarutan sedimen

Peraturan produk keterlarutan adalah penting untuk menukar mendakan kurang larut kepada larutan. Katakan kita perlu melarutkan mendakanBaDENGANO 3 . Larutan yang bersentuhan dengan mendakan ini agak tepuBaDENGANO 3 .
Ini bermakna bahawa[ Ba 2+ ] [ CO 3 2- ] = PRBaCO 3 .

Jika anda menambah asid kepada larutan, ionH + akan mengikat ion-ion yang terdapat dalam larutanCO 3 2- ke dalam molekul asid karbonik rapuh:

2H + + CO 3 2- ® H 2 CO 3 ® H 2 O+CO 2 ­

Akibatnya, kepekatan ion akan berkurangan secara mendadakCO 3 2- , hasil ionik akan menjadi kurang daripadaPRBaCO 3 . Penyelesaiannya akan menjadi tak tepu secara relatifBaDENGANO 3 dan sebahagian daripada sedimenBaDENGANO 3 akan masuk ke dalam penyelesaian. Dengan menambahkan asid yang mencukupi, keseluruhan mendakan boleh dibawa ke dalam larutan. Akibatnya, pembubaran mendakan bermula apabila, atas sebab tertentu, produk ionik elektrolit yang tidak larut dengan baik menjadi kurang daripadaPR. Untuk melarutkan mendakan, elektrolit dimasukkan ke dalam larutan, ion-ionnya boleh membentuk sebatian tercerai sedikit dengan salah satu ion elektrolit yang jarang larut. Ini menerangkan pembubaran hidroksida yang jarang larut dalam asid

Fe(OH) 3 + 3HCl® FeCl 3 + 3H 2 O

IonOH - mengikat ke dalam molekul yang sedikit terceraiH 2 O.

Jadual.Hasil keterlarutan (SP) dan keterlarutan pada 25AgCl

1,25 10 -5

1,56 10 -10

AgI

1,23 10 -8

1,5 10 -16

Ag 2 CrO4

1,0 10 -4

4,05 10 -12

BaSO4

7,94 10 -7

6,3 10 -13

CaCO3

6,9 10 -5

4,8 10 -9

PbCl 2

1,02 10 -2

1,7 10 -5

PbSO 4

1,5 10 -4

2,2 10 -8

Objektif: untuk membentuk konsep tentang elektrolit dan bukan elektrolit, ED, untuk mendedahkan mekanisme penceraian bahan dengan ikatan kutub ionik dan kovalen, untuk memperkenalkan konsep "darjah penceraian elektrolitik" dan untuk menunjukkan pergantungannya kepada pelbagai faktor; merumuskan peruntukan utama TED; untuk membangunkan kemahiran pelajar dalam mengarang persamaan disosiasi;

membangunkan keupayaan untuk membandingkan, menganalisis dan membuat kesimpulan, kemahiran mengawal diri dan bersama, kebolehan intelek;

untuk mendidik personaliti yang cekap dengan orientasi praktikal.

Peralatan: komputer, projektor multimedia, skrin, peranti untuk menentukan kekonduksian elektrik penyelesaian, berdiri dengan kaki dan cincin, model applique "ED Mechanism"

Reagen: H 2 O dist., NaCl cr., NaOH cr., asid asetik glasier CH 3 COOH, C 12 H 22 O 11 cr.; larutan H 2 SO 4, untuk setiap meja: larutan penunjuk metil jingga, fenolftalein, larutan HCl, NaOH, Na 2 SO 4.

Kemajuan pelajaran

I. Detik organisasi

II. Topik mesej, penetapan matlamat. Refleksi

(Tulis topik pelajaran dalam buku nota anda)

Guru: Kami akan bercakap tentang bahan yang paling menakjubkan di planet kita, yang tanpanya tidak ada kehidupan - ini adalah air, peranannya dalam pembubaran bahan.

Sebelum saya mula belajar topik baru, saya ingin menyemak mood anda. Lakarkan perasaan anda pada helaian yang disertakan di atas meja anda. (Lampiran 1)

III. Mempelajari bahan baharu

Peringkat 1 . Elektrolit, bukan elektrolit.

Guru: Mari kita beralih kepada sejarah 1837. Dalam tempoh ini, dua saintis bekerja di makmal Institusi Diraja di London: Humphry Davy dan Michael Faraday. Mereka memulakan penyelidikan dalam bidang elektrik dan memperkenalkan konsep yang masih kita gunakan hari ini. Dewi dan Faraday menjalankan eksperimen untuk menentukan kekonduksian elektrik penyelesaian menggunakan peranti khas, model yang ditunjukkan dalam Rajah. 126 hlm 193 (O.S. Gabrielyan, Kimia 8). Ia terdiri daripada 2 elektrod, mentol lampu dan soket. Apabila elektrod diturunkan ke dalam bahan yang dikaji, jika ia mengalirkan arus, mentol lampu menyala, jika ia tidak mengalir, ia tidak menyala.

Mari buat kajian juga (Demonstrasi kekonduksian elektrik pelbagai bahan menggunakan peranti khas).

Perbualan dengan kelas:

– Pertama, mari kita ingat apakah 2 kumpulan semua sebatian kimia dibahagikan mengikut jenis ikatan kimia?

Keputusan eksperimen dicatatkan dalam jadual pada helaian yang disertakan. (Lampiran 1)

Menguji kekonduksian elektrik air dengan peranti

Perbualan:

– Adakah anda fikir air mengalirkan elektrik?
– Apakah jenis ikatan kimia yang ada pada air? (Kovalen polar lemah)
– Apakah kelas sebatian kimia yang dimilikinya?
– Mari periksa kekonduksian elektrik dengan peranti. (Tidak mengalirkan arus).

(Kami menandakannya dalam jadual.)

Memeriksa kekonduksian elektrik garam meja kristal NaCl.

– Apakah jenis ikatan kimia yang ada pada sebatian ini?
– Ia tergolong dalam kelas apa?
– Apa pendapat anda, menjalankan NaClcr. arus elektrik?
- Mari semak dengan peranti (Tidak).
– Sekarang mari tambah air ke dalam garam dan periksa kekonduksian elektrik larutan ini.
– Adakah anda fikir larutan garam meja akan mengalirkan arus elektrik? (Percubaan ini boleh dilakukan oleh pelajar)
– Mengapa anda fikir? Kami akan menjawab soalan ini sedikit kemudian. Sekarang mari kita teruskan penyelidikan kita. Dan seterusnya….
– Apakah kesimpulan yang boleh kita buat berdasarkan penyelidikan yang dijalankan?

(Kesimpulan: Sesetengah bahan mengalirkan arus, manakala yang lain tidak)

cikgu: Bahan yang larutannya mengalirkan arus elektrik dipanggil elektrolit, dan bahan yang tidak mengalirkan arus - bukan elektrolit

– Apakah bahan yang mengalirkan arus elektrik? ( Larutan asid, alkali, garam.)
– Dengan jenis ikatan kimia apakah larutan bahan mengalirkan arus elektrik? (Ion, kovalen, sangat kutub)
– Apakah bahan yang tidak mengalirkan arus elektrik? (Semua bahan kristal, oksida, gas)
– Dengan jenis ikatan kimia apakah bahan tidak mengalirkan arus elektrik? (Dengan nonpolar kovalen dan polar lemah)

Peringkat penyatuan 1: Tugasan 1. Tinjauan Blitz:

– Merumuskan definisi elektrolit dan bukan elektrolit. (Tulis dalam buku nota)
– Apakah jenis ikatan kimia yang menjadi ciri elektrolit dan bukan elektrolit?
– Apakah kelas bahan yang tergolong dalam elektrolit dan bukan elektrolit?
– Di manakah anda pernah menemui elektrolit dalam hidup anda? ( Bateri dalam kereta)

Tugasan 2 . Pilih elektrolit dan bukan elektrolit daripada senarai bahan, tentukan jenis ikatan kimia. Terangkan jawapan anda.

Peringkat 2: Mekanisme pemisahan elektrolitik.

Sambungan perbualan:

– Apakah zarah yang boleh menghasilkan arus elektrik dalam larutan? ( Memandu h zarah bercas)
– Mengapa dan dalam keadaan apakah bahan mengalirkan arus elektrik?

(Mereka terpecah menjadi ion apabila dibubarkan atau cair dan merupakan konduktor jenis kedua. Laluan arus berlaku disebabkan oleh pemindahan ion, bukan elektron. Logam adalah konduktor jenis pertama (arus dicipta oleh elektron bebas).

– Apakah jenis zarah bercas yang boleh terdapat dalam larutan, contohnya, dalam bahan dengan ikatan ionik - larutan NaCl? (Ion bebas)

Perhatian: Dalam kristal, ion tidak bebas, tetapi terletak di nod kekisi kristal.

– Apakah yang berlaku kepada kristal apabila ia dilarutkan dalam air?

– Apakah peranan air dalam proses ini?

(Air berinteraksi dengan elektrolit dan ia terurai kepada ion di bawah pengaruh air).

Mari kita pertimbangkan mekanisme proses ini.

Mari kita pertimbangkan dahulu struktur molekul air

Air (dipol) < 104,5 0

Mesej: Perkara menarik tentang air... (Lampiran 3)

Mekanisme pemisahan elektrolitik dengan ikatan ionik menggunakan contoh NaCl

Pertimbangkan gambar rajah proses (Rajah 127, ms 195, Kimia, 9, O.S. Gabrielyan).

– Apakah yang berlaku kepada dipol air?

Proses ini dipanggil orientasi. (Tulis dalam buku nota)

penghidratan. (Tulis dalam buku nota)

3. Semasa penghidratan, daya tarikan bersama antara dipol dan ion timbul, ikatan kimia antara ion kristal menjadi lemah dan ion yang dikelilingi oleh "selimut air" terputus dan masuk ke dalam larutan.

Perpecahan berlaku - penceraian.

Ion yang dikelilingi oleh cangkerang air dipanggil terhidrat.

Proses penceraian boleh ditulis dengan cara yang dipermudahkan: NaCl = Na + + Cl -

(Kation, anion)
– Adakah mereka mudah atau kompleks? (Mudah)

– Jadi, apakah 3 proses yang berlaku apabila bahan dengan ikatan ionik dilarutkan dalam air?

1. orientasi
2. penghidratan
3. penceraian. Demonstrasi proses disosiasi. ( Animasi)

Tugasan pelajar

Menggunakan model aplikasi, tunjukkan pada papan magnetik mekanisme penceraian elektrolit dengan ikatan ionik dan ulas padanya

Mekanisme pemisahan elektrolitik bahan dengan ikatan polar kovalen menggunakan contoh HCl

– Apakah mekanisme penceraian elektrolit dengan ikatan kovalen polar?
– Pertimbangkan rajah proses (Rajah 128, ms 196, dalam buku teks).
– Apakah yang berlaku kepada dipol air?

1. Dipol berorientasikan dengan hujung negatifnya di sekeliling ion positif, dan hujung positifnya di sekeliling negatif.

Proses ini dipanggil orientasi. (Tulis dalam buku nota)

2. Interaksi berlaku antara ion elektrolit dan dipol. Proses ini dipanggil penghidratan. (Tulis dalam buku nota)

3. Di bawah pengaruh dipol air, ikatan polar kovalen ditukar kepada ikatan ionik, iaitu, pengionan molekul elektrolit.

4. Pereputan berlaku - penceraian.

Proses penceraian boleh ditulis dengan cara yang mudah: НCl = Н + + Cl -

– Apakah yang dipanggil ion reput?
– Adakah mereka mudah atau kompleks?
– Jadi, apakah proses yang berlaku apabila bahan dengan ikatan kovalen polar dilarutkan dalam air?

1. orientasi
2. penghidratan
3. pengionan
4. penceraian

Demonstrasi proses disosiasi. ( Animasi)

Tugasan pelajar

Menggunakan model aplikasi, tunjukkan pada papan magnetik mekanisme penceraian elektrolit dengan ikatan kutub kovalen dan ulas padanya

Kesimpulan: apabila dilarutkan dalam air, bahan berinteraksi dengan dipol, pecah menjadi ion terhidrat bebas dan mengalirkan arus elektrik. Penghidratan ion adalah punca utama pemisahan elektrolit.

Ahli sains Sweden Svante Arrhenius membuat kesimpulan ini pada tahun 1887.

Mari kita kembali kepada sejarah.

Guru: Oleh kerana penceraian berlaku dalam elektrolit, maka ia dipanggil elektrolitik.

Ternyata elektrolit bukan sahaja larutan asid, garam dan alkali, tetapi juga cairnya.

Mari kita rumuskan definisi ED.

Mari kita mendaki tangga ke puncak gunung, topik pelajaran hari ini.

– Apakah kata kunci yang kami gunakan dalam penyelidikan dan kesimpulan kami?

Apakah yang berlaku kepada bahan semasa penceraian? "reput"

– Bahan apa yang mereput? "elektrolit"
– Apakah zarah yang dipecahkan oleh elektrolit? "ion"
– Dalam keadaan apakah ia hancur? "apabila larut dalam genus atau cair"
- Jom ulang!!!

Proses terbalik penceraian dipanggil persatuan.

– Apakah jenis ion yang ada? Isi rajah :

Dan selesaikan tugasan.

– Adakah ion berbeza daripada atom atau molekul? Jika ya, maka dengan apa?

Peringkat 3: Tahap penceraian. Elektrolit kuat dan lemah.

Guru: Adakah semua elektrolit mengalirkan arus elektrik pada tahap yang sama? ( tidak)

– Mari kita sambung kajian dengan asid asetik.

Demonstrasi pengalaman:

Guru: Mari kita semak kekonduksian elektrik asid asetik pekat.

Perbualan dengan kelas:

– Apa yang anda perhatikan? (Cahaya sangat malap)

Kesimpulan: tidak semua elektrolit mengalirkan elektrik pada tahap yang sama. Terdapat elektrolit kuat dan lemah.

Ciri kekuatan elektrolit ialah tahap penceraian dan dilambangkan dengan α. α boleh dikira menggunakan formula.

Untuk elektrolit lemah, proses pemisahan boleh diterbalikkan. HNO 2 ↔ H + + NO 2 -

Kad maklumat terperinci ada pada jadual anda dalam helaian yang disertakan.

– Adakah mungkin untuk "menjadikan yang lemah kuat", iaitu, meningkatkan tahap penceraian?

– Apakah yang bergantung kepada α?

Mari teruskan penyelidikan (Demonstrasi pengalaman)

Perbualan dengan kelas:

1. Panaskan asid asetik.
– Apa yang anda perhatikan? α bergantung pada apa?

2. Mari cairkan asid dengan air, iaitu mengurangkan kepekatannya.
– Apa yang anda perhatikan? Apa lagi yang bergantung kepada α?

Kesimpulan: α bergantung kepada t, C. Jika suhu dinaikkan, α juga meningkat, jika kepekatan meningkat, α menurun.

Peringkat 4: Asid, bes garam dari sudut pandangan ED.

Guru: Mari kita pertimbangkan secara visual penceraian asid, bes dan garam dan buat persamaan untuk penceraian mereka menggunakan contoh gambar rajah model ED bagi asid, alkali dan garam

Kerja dan perbualan antara guru dan kelas:

– Buat algoritma untuk menulis persamaan ini (mengikuti contoh).
– Apakah ion yang boleh dipisahkan oleh asid?
– Merumus definisi asid dari sudut pandangan ED. -Ion yang manakah akan menentukan sifatnya?
– Buktikan secara eksperimen bahawa anda mempunyai asid dalam tabung uji No. 1.( Pelajar membuat persembahan pengalaman makmal)
– Apakah ion yang dipisahkan oleh bes?
– Merumus definisi alasan dari sudut pandangan ED.
– Ion manakah yang akan menentukan sifatnya?
– Buktikan secara eksperimen bahawa anda mempunyai alkali dalam tabung uji No. 2.

(Murid membuat persembahan pengalaman makmal)

– Apakah ion yang boleh dipisahkan oleh garam?
– Merumus definisi garam dari sudut pandangan ED.
– Ion manakah yang akan menentukan sifatnya? (Berbeza)

Peringkat 5: Latihan fizikal untuk mata

Sekarang mari kita semua berehat
Mari tutup mata rapat-rapat
Jom kejap sekali
Dan mari kita sambung pelajaran kita
Mari tutup mata rapat-rapat
Mari kita ingat semuanya dan ulangi:
Satu, ya, tiga, empat, lima
Mari kita kembali kepada pemisahan semula.
Kebenaran sentiasa mudah:
Alkali, garam dan asid
Mereka sentiasa melepasi arus
Jika penyelesaian mereka adalah air.

Mengapa oksigen?
Alkohol, glukosa dan nitrogen,
Larut dalam air
Adakah arus tidak akan berlalu ke mana-mana?

Kerana bahan
makhluk tak bernyawa,
Dan harta mereka bergantung
Kompleks dan sangat mudah,
Daripada struktur zarah,
Microworld tanpa sempadan.
Dan penyelesaiannya, di mana gelembung semasa,
Elektrolit itu dinamakan

Menguatkan otot mata
Kami menukar penampilan kami sebanyak 8 kali
Kadang lebih dekat, kadang lebih jauh
Saya minta awak tengok.
Akan menyelamatkan anda dari keletihan
Anda mempunyai pusaran mata.
Bulatan 3, putar ke kiri,
Dan kemudian sebaliknya!

IV. Penyatuan

1. Tugasan dalam bentuk permainan, tugasan carian masalah dihidupkan slaid.
2. Kerja bebas selama 10 minit ( slaid)

V. Kesimpulan umum

Guru: Semua pengetahuan yang diperoleh hari ini boleh diringkaskan dalam satu teori, yang dipanggil teori pemisahan elektrolitik (ED)

Peruntukan utama dirumuskan dalam rangka sokongan ( Lampiran 4).

Bekerja dengan nota rujukan

1. Semua bahan dibahagikan kepada elektrolit dan bukan elektrolit. TED mengkaji elektrolit.
2. Apabila dilarutkan dalam air, elektron terurai menjadi ion.
3. Sebab pemisahan adalah penghidratan, iaitu interaksi elektrolit dengan molekul air dan pemecahan ikatan kimia di dalamnya.
4. Di bawah pengaruh elektrik arus + ion (kation) bergerak ke katod, dan negatif (anion) ke anod.
5. ED boleh diterbalikkan untuk elektrolit lemah.
6. Tidak semua elektrolit terurai menjadi ion pada tahap yang sama. Oleh itu, mereka dibahagikan kepada kuat dan lemah dan dicirikan oleh tahap disosiasi, yang bergantung kepada pelbagai sebab.
7. Sifat kimia larutan elektrolit ditentukan oleh sifat ion yang terbentuk semasa penceraian.
8. Berdasarkan sifat ion yang terbentuk, terdapat 3 jenis elektrolit.

VI. Merumuskan pelajaran. Kerja rumah

§35.36; ex. No. 4.5 p.203,

Tugasan tambahan individu dalam kerja tetr. No. 18, ms 124, No. 20 ms 126

Cikgu: Sebelum saya habiskan pelajaran, saya nak periksa mood awak di akhir pelajaran. Lakarkan perasaan anda pada helaian yang disertakan di atas meja anda. (Lampiran 1)

Kesimpulan

Anda hebat! Dan percayalah.
Anda telah membuka pintu kepada dunia kimia.
Kita semua berharap dalam tempoh lima tahun,
Anda boleh menjadi seorang saintis yang cemerlang.

Elektrolit dan bukan elektrolit

Diambil secara individu, air, garam, alkali dan asid tidak mengalirkan arus. Tetapi larutan akueus asid, alkali dan garam mengalirkan arus elektrik. Apakah kumpulan yang boleh dibahagikan kepada semua bahan berhubung dengan arus elektrik?

Bahan yang mengalirkan arus elektrik - elektrolit; bahan yang tidak mengalirkan arus elektrik - bukan elektrolit.

Sifat elektrolit

Elektrolit adalah konduktor jenis kedua. Dalam larutan atau cair, ia terpecah menjadi ion, itulah sebabnya ia mengalirkan arus elektrik.

Untuk menjelaskan sifat ini, pada tahun 1887, saintis Sweden S. Arenius mencadangkan teori penceraian elektrolitik.

Pemecahan elektrolit kepada ion apabila larut dalam air atau cair dipanggil pemisahan elektrolitik.

Prinsip asas teori pemisahan elektrolitik.

1) Elektrolit, apabila dilarutkan dalam air, terurai (disosiasi) kepada ion - positif dan negatif: NaCl ↔ Na + + Cl -

2) Apabila terdedah kepada arus elektrik, ion memperoleh pergerakan arah: ion bercas positif bergerak ke arah katod, ion bercas negatif bergerak ke arah anod. Oleh itu, yang pertama dipanggil kation, dan yang terakhir - anion. Pergerakan arah ion berlaku akibat tarikan mereka terhadap elektrod bercas bertentangan.

3) Penceraian ialah proses yang boleh diterbalikkan: selari dengan perpecahan molekul menjadi ion (dissosiasi), proses penggabungan ion berlaku. (persatuan). Oleh itu, dalam persamaan pemisahan elektrolitik, bukannya tanda sama, tanda keterbalikan digunakan.

S. Arrhenius tidak dapat menunjukkan mengapa elektrolit, apabila dilarutkan dalam air, hancur menjadi ion, kerana dia menganggap pemisahan elektrolit sebagai proses fizikal. Sebab pemisahan itu ditemui oleh saintis Rusia I.A Kablukov, yang, berdasarkan teori D.I Mendeleev tentang sifat kimia pembubaran, mula menganggap penceraian elektrolitik sebagai interaksi kimia elektrolit dengan air. Sebab utama penceraian ialah penghidratan ion, yang berlaku dengan pembebasan sejumlah besar tenaga daripada yang dibelanjakan untuk pengionan zat terlarut.

Mekanisme pemisahan elektrolitik

Pemisahan elektrolit berlaku dalam air dan tidak berlaku, contohnya, dalam minyak tanah. Bagaimana untuk menerangkan perkara ini?

Dalam molekul air, ikatan antara atom hidrogen dan atom oksigen adalah kovalen polar. Pasangan elektron yang menghubungkan atom. Beralih daripada atom hidrogen kepada atom oksigen. Oleh itu, cas positif tertumpu pada atom hidrogen, dan cas negatif pada atom oksigen.

Untuk mempertimbangkan mekanisme pemisahan elektrolit, perlu mengambil kira bukan sahaja polariti ikatan antara atom hidrogen dan oksigen dalam molekul air. Tetapi juga kekutuban molekul air itu sendiri. Molekul air kutub - dipol - boleh digambarkan sebagai elips yang menunjukkan cas pada kutub dengan cas pada kutub yang ditunjukkan oleh tanda "+" dan "–".

Mari kita pertimbangkan mekanisme pemisahan bahan dengan ikatan ionik menggunakan contoh natrium klorida. Ia terdiri daripada tiga peringkat:

a) orientasimolekul air kutub (dipol) di sekeliling kristal dan melonggarkan kekisi kristal di bawah pengaruh pergerakan molekul air yang huru-hara; (apabila kristal garam direndam dalam air, molekul air tertarik kepada ion yang terletak di permukaan kristal: kepada ion positif dengan kutub negatifnya (atom oksigen), dan kepada ion negatif dengan kutub positifnya (atom hidrogen).

b) penghidratan– mengelilingi ion natrium dan klorin oleh molekul air (pembentukan ion terhidrat);

c)pemusnahan kekisi kristal – penceraian natrium klorida.

(tertarik kepada ion garam terlarut, molekul air melemahkan daya tarikan ion antara satu sama lain berkali-kali ganda. Ikatan antara ion positif dan negatif dalam kekisi kristal terputus. Ion terhidrat dipisahkan)

Molekul air tertarik kepada ion apabila kristal larut kekal terikat padanya dalam larutan.

Mekanisme pemisahan bahan dengan ikatan kovalen polar termasuk langkah tambahan:

orientasi molekul air kutub di sekeliling molekul elektrolit kutub;

menukar jenis ikatan daripada kovalen polar kepada ionik;

pemisahan elektrolit;

penghidratan ion.

4) Tidak semua elektrolit terurai sama menjadi ion. Dalam larutan elektrolit, bersama dengan ion, molekul juga boleh hadir. Darjah penceraian a ialah nisbah molekul yang terurai menjadi ion kepada jumlah bilangan molekul dalam larutan.a= n/N,

di mana n ialah bilangan molekul tercerai, N ialah jumlah bilangan molekul dalam larutan.

Elektrolit yang kuat, apabila dilarutkan dalam air, hampir sepenuhnya terurai menjadi ion. Mereka ada a cenderung kepada perpaduan. Elektrolit kuat termasuk: semua garam larut, asid H2SO4, HNO3, HCl, semua alkali.

Elektrolit lemah, apabila dilarutkan dalam air, hampir tidak terurai menjadi ion. Mereka ada a cenderung kepada sifar. Elektrolit lemah termasuk: asid lemah - H 2 S, H 2 CO 3, H 2 SO 3, HNO 2, NH 3 ·H 2 O, air.

Pemisahan asid, garam dan bes.

Pemisahan berlaku dalam larutan dan cair.

Asid larut - Ini adalah elektrolit yang terurai dalam larutan akueus dan cair menjadi kation hidrogen dan anion daripada sisa berasid.

H 2 SO 4 ↔ 2 H + + SO 4 2-

alasan– ini adalah elektrolit yang terurai dalam larutan akueus dan cair menjadi kation logam dan anion hidroksida.

NaOH ↔ Na + + OH –

Bes larut – ini adalah hidroksida yang dibentuk oleh ion logam aktif: monovalen: Li +, Na +, K +, Rb +, Cs +, Fr +; divalen: Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+.

Garam – ini adalah elektrolit yang terurai dalam larutan akueus dan cair menjadi kation logam dan anion bagi sisa berasid.

Na 2 SO 4 ↔ 2Na + + SO 4 2-

Tugasan ujian kendiri:

Tulis persamaan penceraian untuk elektrolit berikut: zink nitrat, natrium karbonat, kalsium hidroksida, strontium klorida, litium sulfat, asid sulfur, kuprum(II) klorida, besi(III) sulfat, kalium fosfat, hidrosulfida, kalsium bromida, kalsium hidroksiklorida, natrium nitrat, litium hidroksida.