Урок по химии: "Теория электролитической диссоциации"

Урок № 40             Теория электролитической диссоциации

Цели урока: обобщить и углубить знания учащихся по теме «Электролитическая диссоциация»; продолжить работу по развитию умений записывать полные и сокращенные химические уравнения.

Ход урока.

I. Организационный момент.

II. Проверка домашнего задания:

- Самостоятельная работа по темам 2.1 и 2.2

- фронтальный опрос по теме «» Закономерности протекания химических реакций

III. Изучение нового материала

Лекция по плану:

- Молекулы воды как электрический диполь

- Механизм растворения в воде веществ с ионной и полярной связью

- Тепловые явления при растворении

- Электролитическая диссоциация, как обратимый процесс. Степень электролитической диссоциации. Сильные и слабые электролиты.

   В 1887г. Шведский учёный Сванте Август Аррениус для объяснения особенностей водных растворов веществ предложил теорию электролитической диссоциации. В дальнейшем эта теория была развита многими учёными, в том числе И.А. Каблуковым и В.А. Кистяковским.

    Растворы всех веществ можно разделить на две группы: электролиты - проводят электрический ток, неэлектролиты - проводниками не являются. Это деление является условным, потому что все растворы веществ проводят электрический ток, все они в той или иной мере растворяются в воде и распадаются на катионы (положительно заряженные ионы) и анионы (отрицательно заряженные ионы).
   К неэлектролитам относится большая часть органических соединений, например диэтиловый эфир, бензол, глюкоза, сахароза, сухие соли, основания и безводные кислоты.

   К электролитам относится растворы соляной кислоты, хлорида натрия, гидроксид натрия. Раствор серной кислоты  - хороший проводник, а вот безводная серная кислота электрический ток не проводит.

Современное содержание ТЭД можно свести к четырем основным положениям.

I-е положение: Все вещества по их способности проводить электрический ток в

растворах делятся на электролиты и неэлектролиты.

Вещества в растворах

              Электролиты                                                    Неэлектролиты

 (водные растворы проводят эл.ток)                       (водные растворы не проводят эл. ток)

                                                                                         

Вещества с ионной и                                     Вещества с ковалентной неполярной   ковалентной полярной связью                                             и слабополярной связью

                                                                                                     

Все растворимые кислоты,                                            Все простые вещества, все оксиды и                 

основания (щёлочи) и соли                                                н/р кислоты, основания и соли.

  Задания к I-му положению ТЭД

1.     Какие вещества называются электролитами и неэлектролитами?

2.     Назовите по два вещества, которые являются электролитами и неэлектролитами.

3.     Укажите вид связи и принадлежность данных веществ к электролитам и неэлектролитам:   KCl, O₂ , HNO₃ ,CuO.

4.     Назовите из перечня веществ электролиты (не забудьте воспользоваться таблицей растворимости): BaCl₂ , CaO, H₂SO₄ , NaOH, Cl₂ , Zn(OH)₂

II-е положение ТЭД: В растворах электролиты диссоциируют( распадаются ) на положительные и отрицательные ионы.

Процесс распада электролита на ионы называется электролитической диссоциацией (ЭД). Причиной диссоциации электролита является его взаимодействие с молекулами воды (гидратация).

Типы ионов

1)    По заряду: катионы (положительные) и анионы (отрицательные);

2)    По отношению к воде: Гидратированные и негидратированные ( в безводных средах)

3)    По составу: простые и сложные.

Схема электролитической диссоциации.

 

    Молекулы воды являются дипольными, т.е. один конец молекулы заряжен отрицательно, другой - положительно. Молекула отрицательным полюсом подходит к иону натрия, положительным - к иону хлора; окружают ионы со всех сторон и вырывают из кристалла, причём, только с его поверхности.

 Упрощённо процесс диссоциации изображают с помощью уравнений диссоциации:               

                                   NaCl = Na⁺   +  Cl^-
                                   HCl  =  H⁺   +  Cl^-

   Электролитическую диссоциацию вызывает не только вода, но и неводные полярные растворители, такие как жидкий аммиак и жидкий диоксид серы.   

   Однако именно для воды характерно свойство ослаблять электростатическое притяжение между ионами в решётке выражено особенно ярко.

Механизм электролитической диссоциации

   1. Последовательность процессов, происходящих при диссоциации веществ с ионной связью (солей и щелочей):

1) ориентация молекул — диполей воды около ионов кристалла;
2) гидратация (взаимодействие с молекулами воды) ионов поверхностного слоя кристалла;
3) диссоциация (распад) кристалла электролита на гидратированные ионы.

2. Последовательность процессов, происходящих при диссоциации веществ ковалентной полярной связи:

1) ориентация молекул воды вокруг полюсов молекулы электролита;
2) гидратация молекул электролита;
3) ионизация (превращение ковалентной полярной связи в ионную) молекул электролита
4) диссоциация (распад) молекул электролита на гидратированные ионы
                                                

                                                  Механизм ЭД:

Вещества с ионной связью:                                  Вещества с  ковалентной связью:

Ориентация   диполей воды ®                              Ориентация диполей воды ®

       гидратация ®                                                             гидратация®

       диссоциация.                                                              ионизация®

                                                                                            диссоциация.

III-е положение ТЭД: Беспорядочное (хаотичное) движение ионов в растворе под действием электрического поля становится направленным: положительно заряженные ионы (катионы) движутся к электроду с отрицательным зарядом (катоду), а анионы – к аноду.  

IV-е положение ТЭД:  Процесс диссоциации электролитов в водной среде (расплавах) является обратимым:

Задания ко II-му положению ТЭД:

1.     Сформулируйте второе положение ТЭД.

2.     Что такое электролитическая диссоциация?

3.     Что является причиной ЭД?

4.     Каков механизм ЭД: а)веществ с ионной связью, б) веществ с ковалентной связью?

5.     Назовите катионы и анионы в соединениях, формулы которых:CuCl₂, AgNO₃, Ca(OH)₂, H₃PO₄ . 

 Для количественной оценки способности электролита распадаться на ионы введено понятие степени электролитической диссоциации.

Степень электролитической диссоциации (α) определяется отношением количества молекул, распавшихся на ионы к общему числу молекул.

 

Степень диссоциации выражают в долях единицы или в процентах.

Физический смысл этой величины заключается в том, что она показывает долю электролита, распавшегося на ионы.

Степень диссоциации является безразмерной величиной и может принимать значения от нуля до единицы (или от 0 до 100%).

В зависимости от значения степени диссоциации все электролиты делят на сильные и слабые.

Сильные электролиты – это соединения, которые в водных растворах практически полностью диссоциируют на ионы.

У таких электролитов степень диссоциации стремится к единице (это растворимые основания, соли, сильные кислоты).(кислоты - НN0₃, НСl, НВг, НI, НСIО₄, НМnО₄, Н₂S0₄, щелочи - LiОН, NаОН, КОН, СsОН, Са(ОН)₂, Sr(ОН)₂, Ва(ОН)₂).

Слабые электролиты в незначительной степени распадаются на ионы, их степень диссоциации стремится к нулю. К слабым электролитам относятся слабые кислоты.

Сильные электролиты диссоциируют необратимо: HNO₃ = H⁺ + NO₃^-.

Слабые электролиты диссоциируют обратимо: HNO₂ ↔ H⁺ + NO₂^-.

Степень электролитической диссоциации зависит от:

- от вида вещества (слабые или сильные электролиты)

- от температуры (увеличение температуры способствует диссоциации)

- от концентрации электролита в растворе (разбавление раствора всегда 

   усиливает диссоциацию вещества).

IV. Закрепление.

- какие вещества проводят электрический ток, какие нет.

- определение электролитической диссоциации.

- механизм электролитической диссоциации

- основные положения ТЭД.

- степень электролитической диссоциации.

V. Домашнее задание.

Конспект, Шамшин стр.68-70