Chất điện giải và chất không điện giải

Từ các bài học vật lý, người ta biết rằng dung dịch của một số chất có khả năng dẫn dòng điện, trong khi những chất khác thì không.

Những chất có dung dịch dẫn điện được gọi là chất điện giải.

Những chất có dung dịch không dẫn điện được gọi là chất không điện giải. Ví dụ: dung dịch đường, rượu, glucozơ và một số chất khác không dẫn điện.

Sự phân ly và liên kết điện phân

Tại sao dung dịch điện phân lại dẫn điện?

Nhà khoa học Thụy Điển S. Arrhenius, nghiên cứu về độ dẫn điện các chất khác nhau, được đưa ra vào năm 1877 với kết luận rằng nguyên nhân của sự dẫn điện là sự hiện diện trong dung dịch ionđược hình thành khi một chất điện phân được hòa tan trong nước.

Quá trình mà chất điện phân bị phân hủy thành ion được gọi là sự phân ly điện phân.

S. Arrhenius, người tôn trọng lý thuyết vật lý về dung dịch, đã không tính đến tương tác của chất điện phân với nước và tin rằng các ion tự do có trong dung dịch. Trái ngược với ông, các nhà hóa học Nga I. A. Kablukov và V. A. Kistyakovsky đã áp dụng giải thích sự phân ly điện phân thuyết hoá học của D. I. Mendeleev và chứng minh rằng khi chất điện li thì tương tác hóa học chất hòa tan với nước, dẫn đến sự hình thành các hyđrat, và sau đó chúng phân ly thành các ion. Họ tin rằng trong dung dịch không có các ion tự do, không phải ion "trần trụi", mà là các ion ngậm nước, tức là được "khoác trên mình chiếc áo lông" của các phân tử nước.

Phân tử nước là lưỡng cực(hai cực), vì các nguyên tử hydro nằm ở góc 104,5 °, do đó phân tử có dạng góc. Phân tử nước được thể hiện dưới dạng giản đồ.

Theo quy luật, các chất phân ly dễ dàng nhất với sự gắn kết và theo đó, với một mạng tinh thể ion, vì chúng đã bao gồm các ion được tạo sẵn. Khi chúng hòa tan, các lưỡng cực của nước được định hướng với các đầu tích điện trái dấu xung quanh các ion âm và dương của chất điện phân.

Lực hút lẫn nhau phát sinh giữa các ion chất điện ly và các lưỡng cực nước. Kết quả là, liên kết giữa các ion yếu đi và xảy ra quá trình chuyển ion từ tinh thể sang dung dịch. Rõ ràng, trình tự các quá trình xảy ra trong quá trình phân ly của các chất có liên kết ion (muối và kiềm) sẽ như sau:

1) định hướng của các phân tử nước (lưỡng cực) gần các ion tinh thể;

2) sự hydrat hóa (tương tác) của các phân tử nước với các ion của lớp bề mặt của tinh thể;

3) sự phân ly (phân rã) của tinh thể chất điện ly thành các ion ngậm nước.

Đơn giản hóa, các quá trình đang diễn ra có thể được phản ánh bằng cách sử dụng phương trình sau:

Tương tự như vậy, các chất điện ly phân ly, trong các phân tử của chúng có một liên kết cộng hóa trị (ví dụ, các phân tử của hydro clorua HCl, xem bên dưới); chỉ trong trường hợp này, dưới ảnh hưởng của lưỡng cực nước, liên kết cộng hóa trị có cực mới chuyển thành ion; trình tự các quá trình xảy ra trong trường hợp này sẽ như sau:

1) sự định hướng của các phân tử nước xung quanh các cực của phân tử chất điện ly;

2) sự hydrat hóa (tương tác) của các phân tử nước với các phân tử chất điện ly;

3) sự ion hóa các phân tử chất điện ly (biến đổi liên kết cộng hóa trị có cực thành liên kết ion);

4) sự phân ly (phân rã) của các phân tử chất điện ly thành các ion ngậm nước.

Đơn giản hơn, quá trình phân ly của axit clohydric có thể được phản ánh bằng cách sử dụng phương trình sau:

Cần lưu ý rằng các ion ngậm nước di chuyển ngẫu nhiên trong dung dịch điện phân có thể va chạm và tái hợp với nhau. Quá trình ngược lại này được gọi là liên kết. Sự liên kết trong các dung dịch xảy ra song song với sự phân ly, do đó, dấu của sự thuận nghịch được đưa vào các phương trình phản ứng.

Tính chất của các ion ngậm nước khác với các ion không ngậm nước. Ví dụ, ion đồng khan Cu 2+ có màu trắng trong tinh thể đồng (II) sunfat khan và có màu xanh lam khi bị ngậm nước, tức là liên kết với các phân tử nước Cu 2+ nH 2 O. Các ion ngậm nước có cả hằng số và biến số phân tử nước.

Mức độ phân ly điện ly

Trong dung dịch chất điện li, cùng với các ion, các phân tử cũng có mặt. Do đó, dung dịch điện phân có đặc điểm là mức độ phân ly, được ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp a ("alpha").

Đây là tỷ số giữa số hạt phân rã thành ion (N g) với Tổng số các hạt hòa tan (N p).

Mức độ phân ly chất điện ly được xác định theo kinh nghiệm và được biểu thị bằng phần nhỏ hoặc phần trăm. Nếu a \ u003d 0, thì không có sự phân ly và nếu a \ u003d 1, hoặc 100%, thì chất điện phân hoàn toàn phân hủy thành các ion. Các chất điện giải khác nhau là mức độ khác nhau sự phân ly, tức là mức độ phân ly phụ thuộc vào bản chất của chất điện ly. Nó cũng phụ thuộc vào nồng độ: với sự pha loãng của dung dịch, mức độ phân ly tăng lên.

Theo mức độ phân ly chất điện ly, chất điện ly được chia thành mạnh và yếu.

Chất điện giải mạnh- đây là những chất điện li, khi tan trong nước gần như phân li hoàn toàn thành ion. Đối với các chất điện ly như vậy, giá trị của mức độ phân ly có xu hướng thống nhất.

Các chất điện giải mạnh bao gồm:

1) tất cả các muối hòa tan;

2) axit mạnh, ví dụ: H 2 SO 4, HCl, HNO 3;

3) tất cả các chất kiềm, ví dụ: NaOH, KOH.

Chất điện giải yếu- đây là những chất điện li khi tan trong nước hầu như không phân li thành ion. Đối với các chất điện ly như vậy, giá trị của mức độ phân ly có xu hướng bằng không.

Các chất điện giải yếu bao gồm:

1) axit yếu- H 2 S, H 2 CO 3, HNO 2;

2) dung dịch nước amoniac NH 3 H 2 O;

4) một số muối.

Hằng số phân ly

Trong dung dịch của các chất điện ly yếu, do sự phân ly không hoàn toàn của chúng, cân bằng động giữa các phân tử và ion không phân ly. Ví dụ, đối với axit axetic:

Người ta có thể áp dụng định luật cân bằng này diễn xuất quần chúng và viết biểu thức cho hằng số cân bằng:

Hằng số cân bằng đặc trưng cho quá trình phân ly chất điện ly yếu, gọi là hằng số phân ly.

Hằng số phân li đặc trưng cho khả năng điện li của chất điện li (axit, bazơ, nước) phân ly thành các ion. Hằng số càng lớn, chất điện phân càng dễ phân hủy thành ion, do đó, nó càng mạnh. Các giá trị của hằng số phân ly đối với chất điện li yếu được đưa ra trong sách tham khảo.

Các quy định chính của thuyết phân ly điện li

1. Khi hòa tan trong nước, các chất điện phân phân ly (phân hủy) thành các ion âm và dương.

ion- đây là một trong những dạng tồn tại của nguyên tố hóa học. Ví dụ, các nguyên tử kim loại natri Na 0 tương tác mạnh với nước, tạo thành kiềm (NaOH) và hydro H 2, trong khi các ion natri Na + không tạo thành các sản phẩm này. Clo Cl 2 có màu xanh vàng, mùi hắc, có độc, còn ion Cl 2 không màu, không độc, không mùi.

ion là các hạt mang điện tích dương hoặc âm mà nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử của một hoặc nhiều nguyên tử được chuyển thành nguyên tố hóa học bằng cách cho hoặc nhận electron.

Trong dung dịch, các ion di chuyển ngẫu nhiên theo các hướng khác nhau.

Theo thành phần của chúng, các ion được chia thành giản dị- Cl -, Na + và tổ hợp- NH 4 +, SO 2 -.

2. Lý do cho sự phân ly của chất điện ly trong dung dịch nước là sự hydrat hóa của nó, tức là sự tương tác của chất điện phân với các phân tử nước và vỡ ra. liên kết hóa học trong anh ấy.

Kết quả của sự tương tác này, các ion ngậm nước, tức là, liên kết với các phân tử nước, được hình thành. Do đó, theo sự hiện diện của lớp vỏ nước, các ion được chia thành ngậm nước(trong dung dịch và hydrat kết tinh) và không ngậm nước(ở dạng muối khan).

3. Dưới sự ảnh hưởng dòng điện các ion tích điện dương di chuyển về phía cực âm của nguồn dòng điện - cực âm và do đó được gọi là cation, và các ion mang điện tích âm di chuyển về phía cực dương của nguồn dòng điện - cực dương và do đó được gọi là anion.

Do đó, có một phân loại khác của các ion - bởi dấu hiệu của khoản phí của họ.

Kết quả là tổng điện tích của các cation (H +, Na +, NH 4 +, Cu 2+) bằng tổng điện tích của các anion (Cl -, OH -, SO 4 2-). trong đó các dung dịch sau điện phân (HCl, (NH 4) 2 SO 4, NaOH, CuSO 4) vẫn trung hòa về điện.

4. Quá trình điện li là quá trình thuận nghịch đối với chất điện li yếu.

Cùng với quá trình phân ly (phân hủy chất điện ly thành ion), quá trình ngược lại cũng diễn ra - sự kết hợp(kết nối của các ion). Do đó, trong các phương trình điện li, thay vì dấu bằng, người ta đặt dấu thuận nghịch, ví dụ:

5. Không phải tất cả các chất điện phân đều phân ly thành ion ở mức độ như nhau.

Phụ thuộc vào bản chất của chất điện li và nồng độ của nó. Tính chất hóa học của dung dịch chất điện ly được xác định bởi tính chất của các ion mà chúng tạo thành trong quá trình phân ly.

Tính chất của dung dịch các chất điện li yếu là do các phân tử và ion được tạo thành trong quá trình phân li ở trạng thái cân bằng động với nhau.

Mùi của axit axetic là do sự hiện diện của các phân tử CH 3 COOH, vị chua và sự thay đổi màu sắc của các chất chỉ thị liên quan đến sự có mặt của ion H + trong dung dịch.

Tính chất của dung dịch các chất điện li mạnh được xác định bởi tính chất của các ion được tạo thành trong quá trình phân ly của chúng.

Ví dụ, các tính chất chung của axit, như vị chua, sự đổi màu của chất chỉ thị, v.v., là do sự có mặt của các cation hydro trong dung dịch của chúng (chính xác hơn là các ion oxonium H 3 O +). Thuộc tính chung kiềm, chẳng hạn như xà phòng khi chạm vào, sự thay đổi màu sắc của chất chỉ thị, v.v., có liên quan đến sự hiện diện của các ion hydroxit OH - trong dung dịch của chúng, và tính chất của muối - với sự phân hủy của chúng trong dung dịch thành kim loại (hoặc amoni ) cation và anion gốc axit.

Theo thuyết phân li điện li. tất cả các phản ứng trong dung dịch chất điện li là phản ứng giữa các ion. Đây là lý do giải thích cho tỷ lệ cao của nhiều phản ứng hóa học trong dung dịch chất điện ly.

Các phản ứng xảy ra giữa các ion được gọi là phản ứng ion , và phương trình của những phản ứng này - phương trình ion.

Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch nước có thể tiến hành:

1. không thể thay đổi, để kết thúc.

2. có thể đảo ngược tức là chảy theo hai hướng ngược nhau cùng một lúc. Phản ứng trao đổi giữa các chất điện li mạnh trong dung dịch xảy ra kết thúc hoặc thực tế là không thể xảy ra, khi các ion, kết hợp với nhau, tạo thành các chất:

a) không hòa tan;

b) phân ly thấp (chất điện ly yếu);

c) ở thể khí.

Dưới đây là một số ví dụ về phương trình phân tử và ion rút gọn:

Phản ứng là không thể đảo ngược, vì một trong những sản phẩm của nó là chất không hòa tan.

Phản ứng trung hòa là không thuận nghịch, vì một chất phân ly thấp được hình thành - nước.

Phản ứng là không thể đảo ngược, do khí CO 2 được tạo thành và chất phân ly thấp là nước.

Nếu trong số các nguyên liệu ban đầu và trong số các sản phẩm của phản ứng có chất điện li yếu hoặc chất hòa tan kém, thì phản ứng đó là phản ứng thuận nghịch, tức là chúng không tiến hành đến cùng.

Trong các phản ứng thuận nghịch, cân bằng chuyển dịch theo hướng hình thành các chất ít tan nhất hoặc ít phân ly nhất.

Ví dụ:

Cân bằng chuyển dịch theo hướng tạo thành chất điện ly yếu hơn - H 2 O. Tuy nhiên, phản ứng như vậy sẽ không diễn ra đến cùng: các phân tử axit axetic và các ion hydroxit không phân ly vẫn còn trong dung dịch.

Nếu nguyên liệu ban đầu là những chất điện li mạnh mà khi tương tác không tạo thành chất hoặc khí không tan hoặc phân ly nhẹ thì phản ứng như vậy sẽ không xảy ra: khi trộn lẫn các dung dịch sẽ tạo thành hỗn hợp các ion.

Tài liệu tham khảo để vượt qua bài kiểm tra:

bảng tuần hoàn

Bảng độ hòa tan

Như bạn đã biết, khi hòa tan, ngay cả khi không trộn lẫn, do sự khuếch tán, dung dịch dần dần trở nên đồng nhất, tức là nồng độ của nó ở tất cả các phần trở nên như nhau.
Chúng ta hãy lấy trường hợp khi dung dịch được phân tách khỏi dung môi tinh khiết bằng một vách ngăn bán thấm (giấy da, phim collodion, giấy bóng kính, v.v.), như trong Hình. 15. Các phân vùng như vậy vượt qua các phân tử dung môi khá dễ dàng, nhưng không vượt qua chất tan. Quá trình cân bằng nồng độ ở cả hai bên của vách ngăn rất phức tạp. Chất tan không thể đi qua vách ngăn vào dung môi. Chỉ có sự xâm nhập của các phân tử dung môi qua vách ngăn vào dung dịch. Như vậy, nó sẽ giảm dần do được pha loãng với một dung môi.

Quá trình thâm nhập của một dung môi vào dung dịch thông qua một vách ngăn bán thấm được gọi là thẩm thấu. Càng cao, độ thẩm thấu càng rõ rệt.
Sự thẩm thấu cũng xảy ra khi các dung dịch có nồng độ khác nhau được ngăn cách bởi một vách ngăn bán thấm. Khi dung môi thâm nhập qua vách ngăn bán thấm vào dung dịch, với nồng độ cao hơn, thể tích của chất sau này tăng lên. Do đó, nếu dung dịch được đặt trong một bình làm bằng màng bán thấm, có gắn một ống thẳng đứng, như thể hiện trong Hình 15, và sau đó bình này được hạ vào dung môi, do thể tích tăng lên, dung dịch sẽ dâng lên trong ống. Cột chất lỏng tạo thành sẽ tạo ra một áp suất nhất định, đến một lúc nào đó sẽ làm cho quá trình thẩm thấu dừng lại. Lực cân bằng áp suất của cột chất lỏng này từ bên trong dung dịch được gọi là áp suất thẩm thấu. Giá trị của áp suất thẩm thấu được đo bằng áp suất từ ​​bên ngoài tại đó quá trình thẩm thấu dừng lại.

Cơm. mười lăm. Dụng cụ để quan sát hiện tượng thẩm thấu. 1 - một bình chứa nước; 2 - màng bán thấm; 3 - ống theo dõi áp suất thẩm thấu mới nổi; 4 - giải pháp.

Thành của tế bào động thực vật là vách ngăn bán thấm, bên trong có nguyên sinh chất. Được duy trì liên tục trong chúng quyết định tính đàn hồi của các tế bào và mô.

■ 62. Quá trình thẩm thấu xảy ra trong điều kiện nào?
63. Là gì?
64. Tầm quan trọng của quá trình thẩm thấu đối với sinh vật động thực vật?

Thuyết phân ly điện ly

Vào đầu thế kỷ 18 và 19, khi dòng điện bắt đầu được sử dụng để nghiên cứu tính chất của các chất, người ta chú ý đến thực tế là chỉ trong dung dịch nước dẫn điện trong khi các loại khác thì không. Sau đó, ông gọi là dung dịch nước dẫn dòng điện là chất điện phân. Chúng bao gồm kiềm, axit, muối. Những chất mà dung dịch của chúng không dẫn điện được gọi là chất không điện li (đường, rượu, benzen, v.v.). chất hữu cơ).
Hiện nay, khi các loại liên kết hóa học đã được biết đến, người ta có thể giải thích sự khác biệt như vậy trong hoạt động của các chất. Hiện tượng dẫn điện của các chất trong dung dịch nước phụ thuộc vào kiểu liên kết hóa học trong phân tử của cả chất tan và dung môi.
Phân tử nước, như chúng ta đã nói, là một lưỡng cực (xem trang 32-34). Nếu một chất được hòa tan trong nước, phân tử của chất đó có kiểu liên kết ion và do đó mạng tinh thể của nó cũng là ion, các lưỡng cực của nước hướng về các ion dương với cực âm của chúng và hướng về các ion âm - với cực dương ( Hình 16.a). Giữa các ion và lưỡng cực của nước, lực hút tĩnh điện tăng lên và phát sinh các liên kết đặc biệt, cuối cùng, phân tách các ion mạng tinh thể thành các ion riêng lẻ được bao quanh bởi các lưỡng cực nước,

do đó chúng được gọi là ion ngậm nước. Điều tương tự cũng xảy ra nếu một chất có phân tử phân cực, chẳng hạn như clorua, được hòa tan trong nước (xem Hình 16, b). Đồng thời, nếu các phân tử của chất tan được xây dựng theo kiểu liên kết cộng hóa trị không cực, thì không có ion nào được hình thành trong dung dịch, vì các phân tử không phân cực không chịu tác dụng tương tự từ các phân tử nước như ion và Các phân tử cực. Về cơ bản, phân tử của hầu hết các chất hữu cơ được xây dựng theo kiểu cộng hóa trị không phân cực. Vì vậy, các chất hữu cơ, như một quy luật, không phải là chất điện phân!

Cơm. 16. Sơ đồ về sự phân ly của natri clorua trong nước (a) và sự phân ly của các phân tử HCl phân cực trong nước (b)

Như vậy, chỉ những chất như vậy mới có thể là chất điện li, phân tử của nó được xây dựng theo kiểu liên kết ion, hay phân cực của các nguyên tử trong phân tử. Ngoài ra, các phân tử dung môi cũng phải có cấu trúc phân cực và e Chỉ trong điều kiện như vậy người ta mới có thể mong đợi sự phân hủy các phân tử thành ion.
Sự phân ly của các phân tử chất điện ly thành ion do tác dụng của dung môi được gọi là sự phân ly chất điện ly.
Ghi lại định nghĩa của sự điện li vào vở.
Từ "phân ly" có nghĩa là "phân rã có thể đảo ngược". Nếu làm bay hơi dung dịch điện phân, thì chúng ta sẽ lại nhận được dung dịch điện phân với cùng một lượng như trước khi hòa tan, vì quá trình ngược lại sẽ xảy ra - sự phân hóa mol.

■ 65. Chất điện li khác chất điện li như thế nào về kiểu liên kết hóa học và cách ứng xử trong dung dịch?
66. Tại sao trong quá trình điện li cần dung môi có các phân tử lưỡng cực, và liên kết hoá học có bản chất ion-ion hay phân cực?
67. Tại sao chất có phân tử không phân cực không thể là chất điện li?
68. Lập công thức phân li điện li là gì. Tìm hiểu định nghĩa thuộc lòng.
60. Quá trình phân ly diễn ra như thế nào khỏi sự phân ly?

Sự phân ly của các chất điện ly trong dung dịch lần đầu tiên được giải thích vào năm 1887 bởi nhà khoa học Thụy Điển Arrennus. Ông đã xây dựng các quy định chính của lý thuyết, mà ông gọi là lý thuyết về sự phân ly điện ly,
Các quy định chính của lý thuyết này như sau.

1 Tất cả các chất, dung dịch dẫn dòng điện (chất điện phân), dưới tác dụng của chất hòa tan, đều bị phân hủy thành các hạt - ion mang điện tích dương và âm.
2. Nếu cho dòng điện không đổi chạy qua dung dịch thì các ion mang điện dương sẽ chuyển động về phía cực âm - cực âm, do đó chúng được gọi là cation. Các ion mang điện tích âm sẽ di chuyển về phía cực dương - cực dương nên được gọi là anion. Tổng điện tích của các cation trong dung dịch bằng tổng điện tích của các anion nên dung dịch luôn trung hòa về điện.
3. Các ion và nguyên tử của cùng một nguyên tố khác xa nhau về tính chất. Ví dụ, các ion đồng có màu xanh da trời, do màu của nó là đồng sunfat, và tự do là kim loại màu đỏ. Các nguyên tử natri phản ứng với nước, giải phóng khỏi nó và tạo thành kiềm, trong khi các ion natri thực tế không phản ứng với nước.
Các ion clo không màu, không độc, không màu và không mùi, có thể nhìn thấy khi kiểm tra cùng một dung dịch natri clorua và bản thân nó có màu vàng lục
khí độc có mùi hắc đặc trưng.
Ghi lại những điều chính của lý thuyết vào sổ tay của bạn.
Để phân biệt nguyên tử với ion khi viết người ta ghi rõ dấu điện tích và độ lớn của nó trong ion ở trên cùng bên phải. Ví dụ: nguyên tử natri là Na, và ion natri là Na + (nó đọc: “cation natri tích điện đơn”); nguyên tử đồng là Cu, và ion đồng là Cu 2+ (đọc: “cation đồng tích điện kép”); nguyên tử nhôm là Al, và ion nhôm là Al 3+ (đọc là: “cation nhôm ba điện tích”), nguyên tử lưu huỳnh là S, và ion lưu huỳnh là S 2-; (đọc: “anion lưu huỳnh tích điện kép”), nguyên tử clo Cl, và ion clo Cl -, v.v.

■ 70. Các ion là gì?
71. Các ion khác với các nguyên tử trung hoà như thế nào?
72. Những ion nào được gọi là cation, anion nào và tại sao?
73. Làm thế nào để phân biệt một ion với một nguyên tử trung hòa bằng văn bản (cho ví dụ)?
74. Gọi tên các ion sau: Fe 2+, Fe 3+, K +, Br -.

Sự phân ly của bazơ, axit và muối

Chúng ta đã nói rằng chỉ những hợp chất mà phân tử của chúng được xây dựng theo kiểu liên kết ion hoặc phân cực mới có thể phân hủy thành ion, hãy xem xét điều này bằng cách sử dụng ví dụ về NaCl và HCl. Còn đối với các phân tử không phân cực, chúng không bị phân hủy thành các ion trong dung dịch nước.
Tuy nhiên, trong phân tử thường có những chất mà trong phân tử quan sát được cả hai loại liên kết, ví dụ trong phân tử xút ăn da Kim loại NaOH liên kết với hydroxyl bằng liên kết ion và với oxy bằng liên kết cộng hóa trị. Trong phân tử axit sunfuric H 2 SO 4, hiđro liên kết với lượng dư axit liên kết cực, và với oxy - cộng hóa trị không cực. Trong phân tử nhôm nitrat, Al (NO 3) 3 liên kết với dư axit bằng liên kết ion, và nguyên tử nitơ với nguyên tử oxy bằng liên kết cộng hóa trị. Trong những trường hợp như vậy, sự phân rã của phân tử thành ion xảy ra tại vị trí của liên kết ion hoặc liên kết phân cực. Các liên kết cộng hóa trị vẫn không phân ly.
Từ những điều đã nói ở trên, không chỉ các nguyên tử riêng lẻ, mà cả các nhóm nguyên tử cũng có thể là ion. Ví dụ, hydroxyl, khi phân ly, tạo thành một OH- anion, được gọi là ion hydroxyl. Dư axit SO 4 tạo thành anion - ion sunfat tích điện kép. Điện tích của mỗi ion được xác định bởi hóa trị của nó.

Bây giờ chúng ta có thể xem xét những ion nào phân ly các lớp học khác nhau chất vô cơ. Giống như phương trình phản ứng hóa học, phương trình phân ly cũng có thể được viết. Ví dụ, sự phân rã thành các ion xút được viết như sau:
NaOH \ u003d Na + + OH -
Đôi khi, thay vì dấu bằng trong các phương trình như vậy, họ đặt dấu thuận nghịch ⇄ để cho thấy rằng sự phân ly là một quá trình thuận nghịch và có thể tiến hành theo chiều ngược lại khi dung môi được loại bỏ.
Canxi hydroxit phân ly như sau:
Ca (OH) 2 \ u003d Ca 2+ + 2OH -
(chỉ số cho biết số Nhóm hydroxyl, trở thành một hệ số).
Để kiểm tra tính đúng đắn của bản ghi, bạn nên tính tổng nguồn điện dương cation và tổng điện tích âm của các anion. Họ phải bằng nhau trong giá trị tuyệt đối. TẠI trường hợp này tổng các điện tích dương là +2, và âm -2. Từ những gì đã nói, một định nghĩa về bazơ xuất hiện dưới ánh sáng của lý thuyết về sự phân ly điện ly.

Bazơ là những chất điện li phân li trong dung dịch chỉ tạo thành cation kim loại và anion hiđroxyl.

Ghi lại định nghĩa về bazơ vào sổ tay của bạn.

■ 75. Viết phương trình phân li của các bazơ sau, sau khi kiểm tra trước theo bảng tính tan xem chúng có phải là chất điện li không: bari hiđroxit, sắt hiđroxit, kali hiđroxit, stronti hiđroxit, kẽm hiđroxit, liti hiđroxit.
Sự phân hủy thành các ion axit xảy ra khi có một liên kết phân cực, tức là giữa nguyên tử hydro và dư lượng axit.

Ví dụ, axit nitricđược biểu thị bằng phương trình:
HNO 3 \ u003d H + + NO 3 -
Hai hoặc nhiều hơn axit cơ bản sự phân ly tiến hành theo các bước, ví dụ, trong H 2 CO 3:
H 2 CO 3 ⇄ H + + HCO s - (giai đoạn đầu) HCO 3 ⇄ H + + CO 2 3 - (giai đoạn thứ hai)
Sự phân ly từng bước đôi khi được mô tả như một sự bình đẳng liên tục.
H 2 CO 3 ⇄ H + + HCO 3 - ⇄ 2H + + CO 2 3 -
Trong phân ly từng bước, sự phân ly theo từng bước giảm đi rất nhiều, và ở bước cuối cùng, nó thường rất nhỏ.
Như vậy, axit là chất điện ly phân ly trong dung dịch chỉ tạo thành ion hydro dưới dạng cation.

Ghi lại định nghĩa về axit vào vở.

■ 76. Viết phương trình phân li của các axit sau: sunfuaric, photphoric, hiđro sunfua, lưu huỳnh, clohiđric. Trong trường hợp có hai hoặc nhiều axit bazơ, hãy viết phương trình theo các bước.

Bản chất của sự phân ly bazơ và axit phụ thuộc vào bán kính và điện tích của ion tạo thành bazơ hay axit.
Bán kính của ion Na + lớn hơn bán kính của ion H +, do đó vỏ điện tử oxi hút hạt nhân hiđro mạnh hơn hạt nhân natri. Do đó, trong quá trình phân ly, liên kết Na-OH sẽ bị phá vỡ nhanh hơn. Bán kính của ion tạo thành hiđroxit càng lớn, cùng điện tích thì càng dễ phân ly.
Trong cùng một phân nhóm, hiđroxit kim loại có điện tích lớn hạt nhân nguyên tử và do đó, với bán kính ion lớn sẽ phân ly mạnh hơn.

■ 77. Sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố D. I. Mendeleev, hãy cho biết bazơ nào sẽ phân ly mạnh hơn: Mg (OH) 2 hoặc Sr (OH) 2. Tại sao?

Trong trường hợp bán kính của các ion tạo thành hiđroxit (hoặc axit) có giá trị gần nhau, bản chất của sự phân ly phụ thuộc vào giá trị của điện tích của nó. Vì vậy, vì điện tích của ion silic trong axit silicic là H 2 SiO 3 - Si (+4), và ion

clo trong axit pecloric HclO 4 - Cl (+7) thì chất sau mạnh hơn. Điện tích dương của ion càng lớn thì nó càng đẩy mạnh ion hydro dương. Xảy ra sự phân ly axit.
Tính lưỡng tính của berili (chu kỳ II) được giải thích bằng sự cân bằng đặc biệt giữa lực đẩy của ion hydro và lực hút của ion beri.

■ 78. Tại sao ở thời kỳ III hệ thống tuần hoàn D. I. Mendeleev, magiê hydroxit trưng bày Các tính chất cơ bản, nhôm hiđroxit - chất lưỡng tính, nhưng tạo thành một axit? Giải thích điều này bằng cách so sánh điện tích và bán kính của các ion magiê, nhôm và lưu huỳnh.

Vì có liên kết ion giữa các nguyên tử kim loại và dư axit trong phân tử muối nên các muối phân ly tương ứng, tạo thành các cation kim loại và anion của dư axit, ví dụ:
Al 2 (SO 4) 3 \ u003d 2Al 3+ + 3SO 2 4 -
Dựa trên điều này, các chất điện phân được gọi là muối, tạo thành các ion kim loại dưới dạng cation trong quá trình phân ly, và các ion dư axit dưới dạng anion.

■ 79. Viết phương trình phân li của các muối trung bình sau: natri photphat, magie nitrat, nhôm clorua, kali silicat, natri cacbonat, kali sunfua, đồng (II) nitrat, sắt (III) clorua.

Sự phân ly của axit, bazơ và các muối khác diễn ra hơi khác nhau, như sẽ được thảo luận bên dưới.

Mức độ phân ly

Sự phân ly chất điện ly là một quá trình thuận nghịch. Do đó, đồng thời với sự hình thành các ion, quá trình ngược lại diễn ra - sự kết hợp các ion thành phân tử. Một sự cân bằng được thiết lập giữa chúng. Dung dịch càng loãng thì sự phân ly càng xảy ra hoàn toàn. Mức độ hoàn chỉnh của sự phân ly được đánh giá bằng độ lớn của mức độ phân ly, được ký hiệu bằng chữ cái α.
là tỉ số giữa số phân tử n phân li trên tổng số phân tử N của chất tan, tính bằng phần trăm:

Viết công thức và định nghĩa độ phân ly vào vở

Nói cách khác, nó cho biết tỷ lệ phần trăm phân tử hòa tan đã bị phân hủy thành ion.
Tùy thuộc vào mức độ phân ly, các chất điện ly được phân biệt mạnh và yếu. Càng nhiều, chất điện li càng mạnh.
Các chất điện ly được phân biệt bằng mức độ phân rã thành các ion: mạnh, trung bình, yếu.
Các chất điện li mạnh, ví dụ HNO 3, HCl, H 2 SO 4, kiềm ăn da và tất cả các muối phân ly gần như hoàn toàn (100%), tuy nhiên, các chất điện li mạnh cũng bao gồm những chất trong đó α \ u003e 30%, tức là hơn 30% các phân tử bị vỡ thành các ion. Các chất điện giải trung bình, chẳng hạn như H 3 RO 4 và H 2 SO 3 có mức độ phân ly từ 2 đến 30%. Các chất điện li yếu như NH 4 OH, H 2 CO 3, H 2 S phân li kém: α< 2%.
So sánh mức độ phân ly của các chất điện ly khác nhau được thực hiện trong các dung dịch có cùng nồng độ (thường là 0,1 N), vì mức độ phân ly phụ thuộc mạnh mẽ vào nồng độ của dung dịch.
Mức độ phân ly bị ảnh hưởng bởi bản chất của chính chất tan, dung môi và một số chất khác. ảnh hưởng bên ngoài. Vì vậy, khi họ nói "axit mạnh" hoặc "bazơ mạnh", họ có nghĩa là mức độ phân ly của một chất trong dung dịch. Trong trường hợp này chúng tôi đang nói chuyện về các chất này như là chất điện li. Mức độ phân ly của một chất phụ thuộc vào hành vi của nó trong phản ứng hóa học và quá trình của chính phản ứng.

■ 80. Điều gì đặc trưng cho mức độ phân ly α?

81. Kẻ bảng vào vở:

Dựa trên văn bản bạn đọc, hãy đưa ra ít nhất hai ví dụ trong mỗi cột. 82. Các cụm từ “axit mạnh”, “bazơ yếu” có nghĩa là gì?

Phản ứng trao đổi giữa các chất điện li.Phương trình ion

Vì các chất điện phân trong dung dịch bị phân hủy thành các ion nên phản ứng của các chất điện phân cũng phải xảy ra giữa các ion.
Sự tương tác của các ion trong dung dịch được gọi là phản ứng ion.
Viết từ ngữ vào sổ tay của bạn.
Với sự tham gia của các ion, có thể xảy ra cả phản ứng trao đổi và oxi hóa khử. Hãy xem các phản ứng trao đổi của các chất điện li trong dung dịch, ví dụ: tương tác giữa hai muối:
NaCl + AgNO 3 \ u003d AgCl ↓ + NaNO 3
và làm thế nào các chất điện ly mạnh phân ly thành các ion:
NaCl ⇄ Na + + Cl -
AgNO 3 ⇄ Ag + + NO 3 -
do đó, vế trái của phương trình có thể được viết dưới dạng: Na + + Cl - + Ag + + NO 3 - =
Xét các chất thu được sau phản ứng: AgCl là chất không tan nên không phân ly thành ion, còn NaNO 3 là muối tan, phân ly hoàn toàn thành ion theo sơ đồ
NaNO 3 ⇄ Na + + NO 3 -

NaNO 3 là chất điện li mạnh, vì vậy vế phải của phương trình được viết như sau:
... = Na + + NO 3 - + AgCl Phương trình tổng thể sẽ có lần xem tiếp theo:
Na + + Cl - + Ag + + NO 3 - = Na + + NO 3 - + AgCl
Một phương trình như vậy được gọi là một phương trình ion đầy đủ. Giảm các số hạng tương tự trong phương trình này, chúng ta thu được phương trình ion rút gọn
Ag + + Cl - = AgCl
Vì vậy, trình tự lập phương trình ion.
1. Viết công thức của các sản phẩm ban đầu ở dạng ion (những sản phẩm phân ly).
2. Viết công thức của các sản phẩm thu được dưới dạng ion (những sản phẩm phân ly).
3. Kiểm tra xem giá trị tuyệt đối của tổng số dương và phí âm ion ở phía bên trái của đẳng thức, và sau đó ở bên phải.
4. Kiểm tra số lượng ion cùng tên ở phần bên trái và bên phải của phương trình có trùng nhau không (có tính đến các nguyên tử tạo nên chất không phân ly).
Điều này kết thúc việc biên soạn phương trình ion hoàn chỉnh.
Viết trình tự lập phương trình ion vào vở.
5. Để biên dịch một phương trình ion rút gọn, bạn nên tìm ở bên trái và đúng bộ phận phương trình giống như các số hạng có cùng dấu và loại chúng khỏi phương trình, sau đó viết ra phương trình ion rút gọn thu được.
Phương trình ion rút gọn đã cho không chỉ thể hiện bản chất của phản ứng này. Hãy viết một số phương trình phản ứng, ví dụ:
1) HCl + AgNO 3 = AgCl ↓ + HNO 3
H + + Cl - + Ag + + NO 3 - \ u003d H + + NO 3 - + AgCl ↓

Ag + + Cl - = AgCl

2) BaCl 2 + 2AgNO 3 = Ba (NO 3) 2 + 2AgCl ↓
Ba 2+ + 2Cl - + 2Ag + + 2NO 3 - = Ba 2+ + 2NO 3 - + 2AgCl ↓
Ag + + Cl - = AgCl
3) AlCl 3 + 3AgNO 3 \ u003d Al (NO 3) 3 + 3AgCl ↓
Al 3+ + 3Cl - + 3Ag + + 3NO 3 - = Al 3+ + 3NO 3 - + 3AgCl
Ag + + Cl - = AgCl
Trong tất cả các ví dụ đã cho, phương trình ion rút gọn là giống nhau. Tình huống này rất vai trò quan trọng Trong hóa học phân tíchđể phân tích định tính.
Có thể có trường hợp, do kết quả của phản ứng, a (chất phân ly nhẹ) được tạo thành
Ca (OH) 2 + 2HCl \ u003d CaCl 2 + 2H 2 O
Ca 2+ + 2OH - + 2H + + 2Cl - \ u003d Ca 2+ + 2Cl - + 2H 2 O
H + + OH - \ u003d H 2 O
hoặc khí được giải phóng
Na 2 CO 3 + 2HNO 3 \ u003d 2NaNO 3 + H 2 O + CO2

2Na + + CO 2 3 - + 2H + + 2NO 3 - \ u003d 2Na + + 2NO 3 - + H 2 O + CO 2 ↓

2H + + CO 2 3 - \ u003d H 2 O + CO 2
Như đã biết, có những điều kiện để các phản ứng trao đổi xảy ra kết thúc: 1) nếu tạo thành kết tủa, 2) nếu có khí thoát ra và 3) nếu. Tất cả các điều kiện này theo quan điểm của lý thuyết về sự phân ly điện ly có thể được xây dựng như sau: các phản ứng trao đổi tiến hành kết thúc nếu kết quả của phản ứng, các chất không phân ly hoặc phân ly nhẹ được hình thành.
Trong trường hợp cả hai chất thu được phân ly tốt thì phản ứng là thuận nghịch, ví dụ:
2KSl + Na 2 SO 4 ⇄ 2NaCl + K 2 SO 4

Nhiệm vụ số 7 với các giải pháp.

Hãy phân tích nhiệm vụ số 7 từ OGE cho năm 2016.

Nhiệm vụ với giải pháp.

Nhiệm vụ số 1.

Chỉ các cation kali và anion photphat được tạo thành trong quá trình phân ly của một chất có công thức là

1. KHPO4

2. Ca3 (PO4) 2

3. KH2PO4

4. K3PO4

Giải trình: nếu chỉ các cation kali và ion photphat được hình thành trong quá trình phân ly, thì chỉ những ion này là một phần của chất mong muốn. Chúng tôi xác nhận với phương trình phân ly:

K3PO4 → 3K + + PO4³‾

Câu trả lời đúng là 4.

Nhiệm vụ số 2.

Chất điện li bao gồm mỗi chất có công thức

1. N2O, KOH, Na2CO3

2. Cu (NO3) 2, HCl, Na2SO4

3. Ba (OH) 2, NH3xH2O, H2SiO3

4. CaCl2, Cu (OH) 2, SO2

Giải trình: chất điện ly - chất dẫn điện do phân ly thành ion trong dung dịch và nóng chảy. Do đó, chất điện ly là chất hòa tan.

Câu trả lời đúng là 2.

Nhiệm vụ số 3.

Với sự phân ly hoàn toàn của natri sulfua, các ion được hình thành

1. Na + và HS‾

2. Na + và SO3²‾

3. Na + và S²‾

4. Na + và SO4²‾

Giải trình: viết phương trình phân ly natri sunfua

Na2S → 2Na + + S²‾

Do đó, câu trả lời đúng là 3.

Nhiệm vụ số 4.

Trong danh sách các ion

A. Ion nitrat

B. ion amoni

B. ion hiđroxit

D. ion hiđro

D. ion photphat

E. Ion magiê

cation là:

1. GD 2. BGE 3. TUỔI 4. VGE

Giải trình: cation loại dương, chẳng hạn như ion kim loại hoặc ion hydro. Trong số này, nó là ion amoni, ion hydro và magiê. Câu trả lời đúng là 2.

Nhiệm vụ số 5.

Họ có đúng không những nhận định sau đây về sự phân li điện li của các muối?

A. Tất cả các muối khi phân ly đều tạo thành cation kim loại, cation hiđro và anion gốc axit

B. Các muối trong quá trình phân li tạo thành cation kim loại và anion gốc axit.

1. Chỉ A là đúng

2. Chỉ B đúng

3. Cả hai nhận định đều đúng

4. Cả hai phán đoán đều sai

Giải trình: chỉ có các muối axit tạo thành cation hydro trong quá trình phân ly, do đó, A là sai, nhưng B là đúng. Đây là một ví dụ:

NaCl → Na + + Cl‾

Câu trả lời đúng là 2.

Nhiệm vụ số 6.

số tương tự số mol của cation và anion được tạo thành khi phân ly hoàn toàn trong dung dịch nước có nồng độ 1 mol

1. KNO3

2. CaCl2

3. Ba (NO3) 2

4.Al2 (SO4) 3

Giải trình: trong phương trình này, chúng ta có thể viết các phương trình phân ly và xem xét các hệ số thu được, hoặc xem các chỉ số trong công thức của các muối này. Chỉ có phân tử KNO3 có số mol bằng nhau:

KNO3 → K + + NO3‾

Câu trả lời đúng là 1.

Nhiệm vụ số 7.

Các ion clorua được hình thành trong quá trình phân ly của một chất có công thức là

1. KClO3

2.AlCl3

3. NaClO

4.Cl2O7

Giải trình: Trong số các chất đã nêu, ion clorua chỉ có trong phân tử nhôm clorua - AlCl3. Đây là phương trình phân ly của muối này:

AlCl3 → Al3 + + 3Cl‾

Câu trả lời đúng là 2.

Nhiệm vụ số 8.

Các ion hydro được hình thành trong quá trình phân ly của một chất có công thức là

1. H2SiO3

2.NH3xH2O

3.HBr

4.NaOH

Giải trình: các ion hydro, trong số những ion được liệt kê, chỉ có trong HBr: HBr → H + + Br‾

(H2SiO3 trong dung dịch phân ly thành H2O và SiO2)

Câu trả lời đúng là 3.

Nhiệm vụ số 9.

Trong danh sách các chất:

A. Axit sunfuric

B. Ôxy

B. Kali hiđroxit

G. Glucose

D. Natri sunfat

E. Rượu etylic

chất điện giải là:

1. WHERE 2. ABG 3. VDE 4. AVD

Giải trình: chất điện li là axit, bazơ hoặc muối mạnh. Trong số những chất được liệt kê có axit sunfuric (H2SO4), kali hydroxit (KOH), natri sunfat (Na2SO4). Câu trả lời đúng là 4.

Nhiệm vụ số 10.

Trong quá trình phân ly, các ion photphat tạo thành mỗi chất, công thức của

1. H3PO4, (NH4) 3PO4, Cu3 (PO4) 2

2. Mg3 (PO4) 2, Na3PO4, AlPO4

3. Na3PO4, Ca3 (PO4) 2, FePO4

4. K3PO4, H3PO4, Na3PO4

Giải trình: như trong nhiệm vụ trước, ở đây chúng ta cần biết rằng chất điện ly là axit mạnh hoặc muối hòa tan, ví dụ, trong số 4:

K3PO4 → 3K + + PO4³‾

H3PO4 → 3H + + PO4³‾

Na3PO4 → 3Na + + PO4³‾

Câu trả lời đúng là 4.

Nhiệm vụ quyết định độc lập.

1. Các ion hydro và dư lượng axit được hình thành trong quá trình điện li:

1. Nước

2. Axit nitric

3. Axit silicic

4. Kali nitrat

2. Chất điện li là mỗi chất có công thức là:

1. KOH, H2O (bản), CaCl2

2. BaSO4, Al (NO3) 3, H2SO4

3. BaCl2, H2SO4, LiOH

4. H2SiO3, AgCl, HCl

3. Các phát biểu sau đây về chất điện li có đúng không?

A. Nitơ và axit sunfuric là chất điện ly mạnh

B. Hiđro sunfua trong dung dịch nước bị phân huỷ hoàn toàn thành các ion

1. Chỉ A là đúng

2. Chỉ B đúng

3. Cả hai nhận định đều đúng

4. Cả hai phán đoán đều sai

4. Chất điện li là mỗi chất trong số hai chất

1. Đồng (II) sunfua và etanol

2. Axit hydrochloric và kali sunfat

3. Thủy ngân (II) oxit và canxi sunfat

4. Magie cacbonat và oxit nitric (I)

5. Phân ly từng bước trong dung dịch nước

1. Đồng (II) nitrat

2. Axit nitric

3. Axit sunfuric

4. Natri hiđroxit

6. Các phát biểu sau đây về chất điện li có đúng không?

A. Hiđroxit beri và sắt (III) hiđroxit là những chất điện li mạnh

B. Bạc nitrat trong dung dịch nước bị phân huỷ hoàn toàn thành các ion

1. Chỉ A là đúng

2. Chỉ B đúng

3. Cả hai nhận định đều đúng

4. Cả hai phán đoán đều sai

7. Các ion sunfat được tạo thành trong quá trình phân ly

1. Kali sunfua

2. Axit hydrosulphuric

3. Đồng sunfua

4. Bari sunfat

8. Tổng quát Tính chất hóa học natri hiđroxit và bari hiđroxit là do

1. Sự hiện diện của các ion natri và bari trong dung dịch của chúng

2. Khả năng hòa tan tốt trong nước

3. Sự hiện diện của ba yếu tố trong thành phần của chúng

4. Sự hiện diện của các ion hydroxit trong dung dịch của chúng

9. Cation là

1. Ion sunfat

2. Ion natri

3. Ion sunfua

4. Ion sunfit

10. Anion là

1. Ion canxi

2. Ion silicat

3. Ion magiê

4. Ion amoni

Các nhiệm vụ được cung cấp được lấy từ bộ sưu tập chuẩn bị cho OGE trong hóa học của các tác giả: Koroshchenko A.S. và Kuptsova A.A.

Có thể quan sát sự dẫn điện của các chất có dòng điện hoặc thiếu chất dẫn điện bằng một thiết bị đơn giản.

Nó bao gồm các thanh carbon (điện cực) được kết nối bằng dây với mạng điện. Trong mạch điện có một bóng đèn là biểu hiện có hay không có dòng điện trong mạch. Nếu nhúng các điện cực vào dung dịch đường thì đèn không sáng. Nhưng nó sẽ sáng lên nếu chúng được hạ xuống dung dịch natri clorua.

Các chất bị phân hủy thành ion trong dung dịch hoặc nóng chảy và do đó dẫn điện được gọi là chất điện phân.

Những chất không bị phân huỷ thành ion trong cùng điều kiện và không dẫn điện được gọi là chất không điện li.

Chất điện phân bao gồm axit, bazơ và hầu như tất cả các muối.

Hầu hết các chất không điện giải là hợp chất hữu cơ, cũng như các chất trong phân tử chỉ có các liên kết cộng hóa trị không phân cực hoặc ít phân cực.

Chất điện phân là chất dẫn điện thuộc loại thứ hai. Trong một dung dịch hoặc tan chảy, chúng phân hủy thành các ion, do đó dòng điện chạy qua. Rõ ràng, càng nhiều ion trong một dung dịch, nó càng dẫn điện tốt hơn. Nước tinh khiết dòng điện dẫn rất kém.

Phân biệt chất điện li mạnh và chất điện li yếu.

Chất điện li mạnh phân li hoàn toàn thành ion khi hoà tan.

Bao gồm các:

1) hầu như tất cả các muối;

2) nhiều axit khoáng, ví dụ H 2 SO 4, HNO 3, Hcl, HBr, HI, HMnO 4, HClO 3, HClO 4;

3) bazơ của kim loại kiềm và kiềm thổ.

Chất điện giải yếu khi hòa tan trong nước, chúng chỉ phân ly một phần thành ion.

Bao gồm các:

1) hầu hết các axit hữu cơ;

2) một số axit khoáng, ví dụ H 2 CO 3, H 2 S, HNO 2, HClO, H 2 SiO 3;

3) nhiều bazơ kim loại (trừ bazơ kim loại kiềm và kiềm thổ), cũng như NH 4 OH, có thể được biểu diễn dưới dạng hiđrat amoniac NH 3 ∙ H 2 O.

Nước là chất điện ly yếu.

Chất điện li yếu không thể cho nồng độ ion cao trong dung dịch.

Những quy định cơ bản của thuyết phân li điện li.

Sự phân hủy các chất điện ly thành ion khi chúng được hòa tan trong nước được gọi là sự phân ly chất điện ly.

Vì vậy, natri clorua NaCl khi hòa tan vào nước sẽ bị phân hủy hoàn toàn thành ion natri Na + và ion clorua Cl -.

Nước tạo thành các ion hydro H + và các ion hydroxit OH - chỉ với số lượng rất nhỏ.

Để giải thích các tính năng của dung dịch nước của chất điện ly, nhà khoa học Thụy Điển S. Arrhenius vào năm 1887 đã đề xuất lý thuyết về sự phân ly của chất điện ly. Về sau nó được nhiều nhà khoa học phát triển trên cơ sở lý thuyết về cấu trúc của các nguyên tử và liên kết hóa học.

Nội dung hiện tại của lý thuyết này có thể được rút gọn thành ba mệnh đề sau:

1. Khi hòa tan vào nước, các chất điện ly bị phân hủy (phân ly) thành ion - dương và âm.

Các ion ở trạng thái điện tử ổn định hơn nguyên tử. Chúng có thể bao gồm một nguyên tử - đây là các ion đơn giản (Na +, Mg 2+, Al 3+, v.v.) - hoặc từ một số nguyên tử - đây là các ion phức (NO 3 -, SO 2-4, PO Z-4 vân vân.).

2. Dưới tác dụng của dòng điện, các ion chuyển động có hướng: các ion mang điện tích dương chuyển động về phía catot, các ion mang điện tích âm - về phía anốt. Do đó, thứ nhất được gọi là cation, thứ hai - anion.

Chuyển động có hướng của các ion xảy ra do lực hút của chúng bởi các điện cực tích điện trái dấu.

3. Phân ly - quá trình đảo ngược: song song với sự phân huỷ các phân tử thành ion (phân ly), quá trình liên kết của các ion (liên kết) diễn ra.

Do đó, trong các phương trình điện li, thay cho dấu bằng, người ta đặt dấu thuận nghịch. Ví dụ, phương trình cho sự phân ly của một phân tử chất điện ly KA thành một cation K + và một anion A - in nhìn chungđược viết như thế này:

KA ↔ K + + A -

Lý thuyết về sự phân ly điện ly là một trong những lý thuyết chính trong hóa học vô cơ và hoàn toàn đồng ý với khoa học nguyên tử và phân tử và lý thuyết về cấu tạo nguyên tử.

Mức độ phân ly.

Một trong những khái niệm quan trọng nhất của thuyết Arrhenius về sự phân ly chất điện ly là khái niệm về mức độ phân ly.

Mức độ phân ly (a) là tỷ số giữa số phân tử đã bị phân rã thành ion (n "), trên tổng số phân tử bị hòa tan (n):

Mức độ phân ly của chất điện ly được xác định theo kinh nghiệm và được biểu thị bằng đơn vị phần nhỏ hoặc phần trăm. Nếu α = 0 thì không có sự phân ly, còn nếu α = 1 hoặc 100% thì chất điện li hoàn toàn thành ion. Nếu α = 20%, thì điều này có nghĩa là trong số 100 phân tử của chất điện ly này thì có 20 phân tử bị phân hủy thành ion.

Các chất điện ly khác nhau có mức độ phân ly khác nhau. Kinh nghiệm cho thấy rằng nó phụ thuộc vào nồng độ của chất điện ly và vào nhiệt độ. Với sự giảm nồng độ chất điện ly, tức là khi pha loãng với nước, mức độ phân ly luôn tăng. Theo quy luật, tăng mức độ phân ly và tăng nhiệt độ. Theo mức độ phân ly, chất điện ly được chia thành mạnh và yếu.

Chúng ta hãy xem xét sự chuyển dịch cân bằng được thiết lập giữa các phân tử và ion không phân ly trong quá trình điện li của một chất điện li yếu - axit axetic:

CH 3 COOH ↔ CH 3 COO - + H +

Khi pha loãng dung dịch axit axetic với nước, cân bằng sẽ chuyển dịch theo hướng hình thành các ion - mức độ phân ly của axit tăng lên. Ngược lại, khi làm bay hơi dung dịch, cân bằng chuyển dịch theo hướng hình thành các phân tử axit - mức độ phân ly giảm dần.

Rõ ràng là từ biểu thức này, α có thể thay đổi từ 0 (không phân ly) đến 1 (phân ly hoàn toàn). Mức độ phân ly thường được biểu thị bằng phần trăm. Mức độ phân ly của chất điện ly chỉ có thể được xác định bằng thực nghiệm, ví dụ, bằng cách đo điểm đóng băng của dung dịch, bằng độ dẫn điện của dung dịch, v.v.

Cơ chế phân ly

Các chất có liên kết ion phân ly dễ dàng nhất. Như bạn đã biết, các chất này được cấu tạo bởi các ion. Khi chúng hòa tan, các lưỡng cực của nước tự định hướng xung quanh các ion âm và dương. Lực hút lẫn nhau nảy sinh giữa các ion và lưỡng cực của nước. Kết quả là, liên kết giữa các ion yếu đi và xảy ra quá trình chuyển ion từ tinh thể sang dung dịch. Trong trường hợp này, các ion ngậm nước được hình thành, tức là ion liên kết hóa học với phân tử nước.

Tương tự, các chất điện ly phân ly, các phân tử của chúng được hình thành theo kiểu phân cực liên kết cộng hóa trị(Các phân tử cực). Các lưỡng cực nước cũng được định hướng xung quanh mỗi phân tử cực của chất, chúng bị hút bởi các cực âm của chúng đối với cực dương của phân tử, và bởi các cực dương của chúng đối với cực âm. Kết quả của sự tương tác này, đám mây electron liên kết ( cặp điện tử) bị dịch chuyển hoàn toàn sang nguyên tử có độ âm điện lớn hơn, phân tử phân cực chuyển thành ion, khi đó các ion hiđrat hóa dễ dàng hình thành:

Sự phân ly của các phân tử phân cực có thể hoàn toàn hoặc một phần.

Như vậy, chất điện phân là những hợp chất có liên kết ion hoặc phân cực - muối, axit và bazơ. Và chúng có thể phân ly thành ion trong dung môi phân cực.

hằng số phân ly.

hằng số phân ly. Một đặc điểm chính xác hơn của sự phân ly chất điện ly là hằng số phân ly, không phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch.

Biểu thức cho hằng số phân ly có thể nhận được bằng cách viết phương trình phản ứng cho sự phân ly của chất điện ly AK ở dạng tổng quát:

A K → A - + K +.

Vì sự phân ly có thể đảo ngược quá trình cân bằng, thì định luật tác dụng của khối lượng áp dụng cho phản ứng này và hằng số cân bằng có thể được định nghĩa là:

trong đó K là hằng số phân ly, phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của chất điện ly và dung môi, nhưng không phụ thuộc vào nồng độ của chất điện ly.

Phạm vi của hằng số cân bằng cho các phản ứng khác nhau là rất lớn - từ 10 -16 đến 10 15. Ví dụ, giá trị cao Đếnđể phản ứng

có nghĩa là nếu cho đồng kim loại vào dung dịch có chứa ion bạc Ag +, thì tại thời điểm cân bằng, nồng độ của ion đồng lớn hơn nhiều so với bình phương nồng độ của ion bạc 2. Ngược lại, giá trị thấp Đến phản ứng

cho biết rằng tại thời điểm đạt đến trạng thái cân bằng, một lượng bạc iotua AgI đã hòa tan không đáng kể.

Trả tiền Đặc biệt chú ý về dạng biểu thức cho hằng số cân bằng. Nếu nồng độ của một số thuốc thử không thay đổi đáng kể trong quá trình phản ứng thì chúng không được viết trong biểu thức hằng số cân bằng (các hằng số như vậy được ký hiệu là K 1).

Vì vậy, đối với phản ứng của đồng với bạc, biểu thức sẽ không chính xác:

Nó sẽ đúng hình thức tiếp theo Hồ sơ:

Điều này được giải thích là do nồng độ của kim loại đồng và bạc được đưa vào hằng số cân bằng. Nồng độ của đồng và bạc được xác định bởi mật độ của chúng và không thể thay đổi được. Do đó, không có ý nghĩa gì khi tính đến các nồng độ này khi tính hằng số cân bằng.

Biểu thức của hằng số cân bằng trong sự hòa tan của AgCl và AgI được giải thích tương tự

Sản phẩm hòa tan. Hằng số phân li của muối và hiđroxit kim loại ít tan được gọi là tích số tan của các chất tương ứng (kí hiệu là PR).

Đối với phản ứng phân ly nước

biểu thức hằng sẽ là:

Điều này được giải thích là do nồng độ của nước trong các phản ứng trong dung dịch nước thay đổi rất nhẹ. Do đó, người ta cho rằng nồng độ của [H 2 O] không đổi và được đưa vào hằng số cân bằng.

Axit, bazơ và muối theo quan điểm của sự điện li.

Sử dụng thuyết phân li điện li, nêu định nghĩa và mô tả tính chất của axit, bazơ và muối.

Chất điện ly được gọi là axit, trong quá trình phân ly chỉ có các cation hydro được tạo thành.

Ví dụ:

HCl ↔ H + + C l -;

CH 3 COOH ↔ H + + CH 3 COO -

Sự phân ly của axit polybasic chủ yếu diễn ra ở giai đoạn đầu tiên, ở mức độ thấp hơn qua giai đoạn thứ hai và chỉ ở một mức độ nhỏ trong giai đoạn thứ ba. Do đó, trong một dung dịch nước, ví dụ, axit photphoric cùng với các phân tử H 3 RO 4 có các ion (với số lượng giảm dần) H 2 RO 2-4, HPO 2-4 và RO 3-4

H 3 RO 4 ↔ N + + H 2 RO - 4 (giai đoạn đầu)

H 2 RO - 4 ↔ H + + HPO 2 - 4 (giai đoạn thứ hai)

NRO 2- 4 ↔ H + PO Z- 4 (giai đoạn thứ ba)

Tính bazơ của một axit được xác định bởi số lượng cation hydro được tạo thành trong quá trình phân ly.

Vậy HCl, HNO 3 - axit đơn chức - một cation hiđro được tạo thành;

H 2 S, H 2 CO 3, H 2 SO 4 - bazơ,

H 3 PO 4, H 3 AsO 4 là ba bazơ, vì hai và ba cation hydro được tạo thành tương ứng.

Trong số bốn nguyên tử hydro có trong phân tử axit axetic CH 3 COOH, chỉ một nguyên tử là một phần của nhóm cacboxyl - COOH, có thể bị tách ra dưới dạng cation H +, - A-xít a-xê-tíc một đáy.

Axit hai - và axit đa bazơ phân ly từng bước (dần dần).

Bazơ được gọi là chất điện ly, trong quá trình phân ly chỉ có các ion hydroxit được hình thành dưới dạng anion.

Ví dụ:

KOH ↔ K + + OH -;

NH 4 OH ↔ NH + 4 + OH -

Bazơ tan trong nước được gọi là kiềm. Có rất ít trong số họ. Đây là bazơ của kim loại kiềm và kiềm thổ: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH và Ca (OH) 2, Sr (OH) 2, Ba (OH) 2, Ra (OH) 2, và cả NH 4 OH. Hầu hết các bazơ đều ít tan trong nước.

Tính axit của một bazơ được xác định bởi số lượng các nhóm hydroxyl của nó (nhóm hydroxy). Ví dụ, NH 4 OH là bazơ một axit, Ca (OH) 2 là hai axit, Fe (OH) 3 là ba axit, v.v. Bazơ hai và đa axit phân ly theo từng bước

Ca (OH) 2 ↔ Ca (OH) + + OH - (bước đầu tiên)

Ca (OH) + ↔ Ca 2+ + OH - (giai đoạn hai)

Tuy nhiên, có những chất điện ly mà khi phân ly, đồng thời tạo thành các cation hydro và các ion hydroxit. Những chất điện phân này được gọi là chất lưỡng tính hoặc chất lưỡng tính. Chúng bao gồm nước, hydroxit kẽm, nhôm, crom và một số chất khác. Ví dụ, nước phân ly thành các ion H + và OH - (với số lượng nhỏ):

H 2 O ↔ H + + OH -

Do đó, cô ấy có ngang nhau bày tỏ và tính chất axit, do sự có mặt của cation hydro H +, và tính chất kiềm do sự có mặt của ion OH -.

Sự phân ly của kẽm hydroxit lưỡng tính Zn (OH) 2 có thể được biểu thị bằng phương trình

2OH - + Zn 2+ + 2H 2 O ↔ Zn (OH) 2 + 2H 2 O ↔ 2- + 2H +

Muối được gọi là chất điện ly, trong quá trình phân ly mà các cation kim loại được tạo thành, cũng như cation amoni (NH 4) và anion của dư lượng axit

Ví dụ:

(NH 4) 2 SO 4 ↔ 2NH + 4 + SO 2- 4;

Na 3 PO 4 ↔ 3Na + + PO 3 - 4

Đây là cách các muối ở giữa phân ly. Axit và muối bazơ phân li theo từng bước. Trong các muối axit, các ion kim loại đầu tiên bị tách ra, sau đó là các cation hydro. Ví dụ:

KHSO 4 ↔ K + + HSO - 4

HSO - 4 ↔ H + + SO 2- 4

Trong các muối cơ bản, dư lượng axit đầu tiên bị phân cắt, và sau đó là các ion hydroxit.

Mg (OH) Cl ↔ Mg (OH) + + Cl -