Сущность процесса электролитической диссоциации урок. Сущность процесса электролитической диссоциации план-конспект урока по химии (9 класс) на тему. Показ презентации учителя
Конспект
урока по химии в 8 классе
школы №16 г. Саранска
студентки 4 курса химического отделения
Института физики и химии
МГУ им. Н. П. Огарева
Тема урока : Электролитическая диссоциация.
Цели урока:
Образовательная: сформировать основные понятия об электролитах и неэлектролитах, о написании уравнений диссоциации, рассмотреть механизм диссоциации веществ с различным типом связи.
Воспитательная: Формирование навыков коллективной работы в сочетании с индивидуальной, повышение творческой активности учащихся, познавательного интереса к химии, чувства ответственности перед своими товарищами.
Развивающая: Развитие у учащихся познавательных способностей, формирование самостоятельности мышления, умения логически рассуждать, обобщать и делать выводы из полученных знаний.
Тип урока: комбинированный.
Методы урока:
Общие: объяснительно-иллюстративный;
Частные: словесно – наглядно – практический.
Оборудование и реактивы: дистиллированная вода, KCl (р-р и тв.), раствор сахарозы, щелочь, HCl, CuSO 4 , прибор для исследования электропроводности растворов данных веществ, химический стакан.
План урока:
Организационный момент 1 мин.
Проверка домашнего задания 10 мин
Изучение нового материала 30 мин
Обобщение 3 мин
Подведение итогов 1мин
(выставление оценок, домашнее задание)
Здравствуйте, ребята!
Я рада вас приветствовать на уроке.
Милые мои друзья!
Поздравляю всех я от себя.
Каждый из вас по-своему хорош:
Для людей, для дела всем пригож.
А теперь, ребята, не грустите
И задачки разрешите
Ну же, смело налетай
И заданья получай.
Карточка: «Лишний раствор»
Назовите «лишний » (выпадающий из ряда) раствор из пяти предложенных. Почему вы считаете, что именно он лишний? Что общего у четырех остальных растворов?
сплав меди с цинком (латунь)
раствор йода в спирте (йодная настойка)
сплав меди с оловом (бронза)
сплав меди с никелем (мельхиор)
сплав алюминия с медью (дюралюминий)
Карточка «Недостающий раствор»
Какой из перечисленных ниже растворов (а - в) вы поместили бы вместо знака вопроса в пункт 5? Объясните, почему вы выбрали этот раствор? Почему другие растворы не подходят?
раствор кислорода в воде
раствор серной кислоты в воде
раствор сахара в воде
раствор азотной кислоты в воде
а) углекислый газ в воздухе, б) раствор хлорида натрия в воде,
в) сплав золота и серебра.
В это время фронтально задаются вопросы:
Давайте вспомним о роли растворов в природе и практической деятельности людей.
Поясните сущность физической и химической теории растворов. Почему их необходимо объединить?
Так что же такое раствор?
Приведите доказательства химического взаимодействия растворенного вещества с водой?
Что такое: гидратация, гидраты, кристаллогидраты?
Что такое растворимость веществ в воде?
Как количественно определяются понятия «хорошо растворимое в воде вещество», «мало растворимое», «практически нерастворимое»?
Давайте поиграем в игру «передай другому»:
На доске записан вопрос: Данное вещество относится к мало растворимому, хорошо растворимому или практически нерастворимому? (работа с таблицей растворимости)
Класс делится на шесть групп (по рядам). Каждая группа получает альбомный лист, поделенный на четыре графы (фамилия учащегося и ответы на вопрос) и столько строк, сколько игроков в команде.
Задача состоит в том, чтобы придумать соединение не такой, как у соседей, и выполнить задания.
Если учащийся сразу может ответить на вопрос, то он пишет ответ и быстро передает листок сидящему сзади члену команды. И та команда, чей листок первым дойдет до учителя, получает дополнительные баллы.
Давайте я вам зачитаю стихотворение:
Жил один кристалл ионный,
Для ионов дом огромный,
Был красивый он и ровный.
Но случилась с ним беда.
Капля на него упала,
И кристалла вмиг не стало:
На ионы распластала
Его ловкая вода.
Все семейство удивилось:
«Что снаружи приключилось?»
А для того, чтобы ответить на данный вопрос вам поможет сегодняшняя тема «Электролитическая диссоциация.» (дискета №1: название темы.) И целью нашего урока является ознакомление с новыми понятиями данной темы.
Итак, вам известно, что существуют вещества, которые хорошо проводят электрический ток – это (проводники).
Проводники делятся на проводники первого рода – металлы и на проводники второго рода – электролиты.
Вспомните, что же такое электрический ток? (это направленное движение заряженных частиц.)
Т.к. мы будем работать с электрическим аппаратом, то необходимо соблюдать правила техники безопасности. Какие правила вы знаете? (не трогать оголенные провода, электроды руками, особенно мокрыми; при загорании прибора отключить общий рубильник, не оставлять включенным в сеть; тушить песком)
Проделаем опыт по изучению электропроводности растворов некоторых веществ.
Прибор состоит из стакана, в который наливают раствор исследуемого вещества. На стакан ставят пластинку из эбонита с вмонтированными в нее двумя угольными электродами, к клеммам которых присоединены провода. Один из них соединен с лампочкой. Выходной контакт от лампочки и провод от другой клеммы идут к источнику тока.
Электроды опускаем в стакан с твердой кристаллической солью CuSO 4 (лампочка не загорается), затем в раствор CuSO 4 (лампочка загорается), потом в растворы HCl, сахарозы, щелочи и в дистиллированную воду.
Во время проведения опыта ребята заполняют таблицу:
CuSO 4 |
и т.д.
Скажите, а почему раствор поваренной соли проводит электрический ток, а раствор сахарозы не проводит? (это связано с образованием ионов.) А что такое ион? (это мельчайшие заряженные частицы вещества, которые обуславливают химические и физические свойства этого вещества).
Таким образом по способности проводить электрический ток вещества делятся на электролиты и неэлектролиты. (дискета №1: определения понятий: электролиты и неэлектролиты)
Из проделанного опыта видно, что к электролитам относят растворы солей, кислот, оснований, а к неэлектролитам – органическме соединения, твердые вещества, газы.
Скажите, а чем отличаются электролиты от неэлектролитов? (типом связи.). Т.е. к электролитам относятся вещества с ионной и ковалентно-полярной связью.
Способность электролитов проводить электрический ток принципиально отличается от способности проводить электрический ток металлов. Почему? (т. к. электропроводность металлов обусловлена движением электронов, а электропроводность у электролитов связана с движением ионов.)
Давайте изучим поведение веществ в водном растворе на примере хлорида натрия.
Опыт: электроды опускаем в стакан с раствором хлорида натрия (лампочка загорается).
Из результата опыта сделаем вывод, что под влиянием воды вещества испытывают изменения. Вода заставляет электролиты распадаться на ионы. Этот процесс называется диссоциацией.
Этот процесс изучал шведский ученый Сванте Аррениус. Давайте послушаем сообщение вашей одноклассницы о его заслугах в химии (диск №2: портрет Сванте Аррениуса)
Будучи приверженцем физической теории растворов, шведский ученый Сванте Аррениус, не смог ответить на вопрос: почему именно в водном растворе происходит диссоциация солей и щелочей? Ответ на него дали русские химики Каблуков, Кистяковский. Суть их дополнений заключается в следующем (под запись): причиной диссоциации электролита в растворе является его гидратация, т.е. взаимодействие с молекулами воды. И ионы, которые образуются при диссоциации будут гидратированными, т.е. связанными с молекулами воды, и их свойства будут отличаться от негидратированных.
Что же из себя представляет молекула воды? В целом молекула воды не заряжена. Но внутри молекулы воды атомы кислорода и водорода располагаются так, что положительные и отрицательные заряды находятся в противоположных концах молекулы. Поэтому молекула воды представляет собой диполь:
Рассмотрим механизм диссоциации хлорида натрия при растворении. Какой тип связи у этого соединения? (ионный).(диск №2:диссоциация веществ с ионной структурой ).
Отмечу, что легче всего диссоциируют электролиты, имеющие ионную структуру.
Диссоциация веществ с ионной связью протекает в три стадии:
вначале хаотически движущиеся молекулы воды у ионов кристалла ориентируются к ним противоположно заряженными полюсами – происходит ориентация.
затем диполи воды притягиваются, взаимодействуют с ионами поверхностного слоя кристалла происходит гидратация.
молекула воды, перемещаясь в раствор, захватывают с собой гидратированные ионы. Происходит диссоциация.
А как реагируют с молекулами воды полярные молекулы электролита?
Аналогично, но на одну стадию больше (диск №2: диссоциация веществ с ковалентно-полярной связью ):
ориентация
гидратация
ионизация, т.е. превращение ковалентно-полярной связи в ионную.
диссоциация
Таким образом электролитическая диссоциация – процесс распада электролита на ионы при растворении.
Следует учитывать, что в растворах электролитов хаотически движущиеся ионы могут столкнуться и соединиться в молекулу. Это процесс ассоциации.
Обратите внимание на знак, стоящий в уравнении диссоциации.(диск №1: написание уравнения диссоциации ). Поскольку число молекул воды, которое присоединяют ионы, неизвестно, то процесс диссоциации электролитов изображают упрощенно: NaCl = Na + +Cl -
Для примера запишите сокращенное уравнение диссоциации некоторых веществ с ионным строением: Ca(OH) 2 , Na 2 SO 4 , Na 3 PO 4 , Al 2 (SO 4 ).
На сегодняшнем уроке вы узнали, что такое электролитичекая диссоциация, механизм диссоциации.
Исходя из всего сказанного, скажите, какие процессы зашифрованы в стихотворении:
Жил один кристалл ионный,
Для ионов дом огромный,
Был красивый он и ровный.
Но случилась с ним беда.
Капля на него упала,
И кристалла вмиг не стало:
На ионы распластала
Его ловкая вода.
Все семейство удивилось:
«Что снаружи приключилось?»
Это рядом появилась вдруг молекул череда,
Подбежали шумным роем,
Окружили плотным строем:
«Предложить хотим героям
нашу дружбу навсегда…»
Водородом к анионам,
Гидроксидом к катионам,
Не уйти от них ионам
Ни туда и ни сюда.
(растворение вещества с ионной связью, ориентация молекул воды, гидратация, диссоциация)
Домашнее задание: § 35, №2,5,6 стр.147.
Урок 5
Тема: Сущность процесса электролитической диссоциации
Цели и задачи:
Образовательные: формировать понятия «электролиты, неэлектролиты, р-рение, гидратация, гидраты, кристаллогидраты, кристаллизационная вода», раскрыть сущность процесса электролитической диссоциации, рассмотреть основные положения теории электролитической диссоциации;
Развивающие: развивать умения работать с текстом, давать хар-ку процессу электролитической диссоциации;
Воспитательные: воспитывать интерес к химии, формировать научное мировоззрение.
Оборудование: соли, вода, таблица, учебник, тетради, дид.карточки.
Ход урока:
1)Орг.момент
2)Проверка д.з.
Фронтальная беседа: «Основные классы неорганических веществ»;
Индив. письм. опрос по карточкам
Вариант 1: Дать определения: соли, оксиды. Дать их классификацию.
Привести примеры
Вариант 2: Дать определения: основания, кислоты. Дать их классификацию.
Привести примеры.
Диктант
Написать формулы кислот, их кислотных остатков, указать их валентность.
3)Изучение нового материала
1.Актуализация знаний
I. Опыты с сухими веществами, р-рами и расплавами по проведению электрического тока
Рис.1 с.3
Сухие NaCl, сода
Дистиллированная вода - не проводят ток
Р-ры NaCl, щелочей, солей - проводят ток
Р-ры глюкозы
Спирта - не проводят ток
Сахара
Кислорода
Азота
II. Механизм растворения в воде
1)В-в с ионной связью
Рис.2 Na + Cl - + Н-О-Н
В р-ре ионы гидратированы – окружены молекулами воды
2)В-в с ковалентной полярной связью
НCl H + + Cl - гидратированные ионы
Ковалентная полярная связь превращается в ионную
III. Вещества
Электролиты Неэлектролиты с.5
… …
Определения
Соли кислород
Щелочи азот
Кислоты водород
С ионной или ковалентной с ковалентной неполярной/слабополярной связью
сильнополярной связью
IV. Электролитическая диссоциация – процесс распада электролита на ионы при растворении в воде или расплавлении.
V. Растворение – физико-химический процесс
V. Гидратация ионов
Каблуков и Кистяковский предположили, что при р-рении молекулы воды присоединяются к ионам, обр-ся гидраты
Определение с.6
VI.Крислаллогидраты и кристаллизационная вода
С.7 определение
VII.Основные положения теории электролитической диссоциации
Сам- но с.8-9 наизусть
4)Закрепление
В.1-6 с.13
5)Рефлексия
6)д.з.
П.1 пересказ, определения и положения теории наизусть
Электролитическая диссоциация
Сущность процесса электролитической диссоциации
«Честь науке- ей дано уменье, выводить нас из заблужденья». М.Светлов
ковалентная неполярная,
малополярная
большинство органических веществ, многие газы
гидроксония
Механизм ЭД
«Капля воды и камень точит»
HCl; HNO 3 ; H 2 SO 4
NaOH; KOH; Ba(OH) 2
NaCl; CuSO 4 ; Al(NO 3) 3
Рисунок 1.
Кристалл
NaCl → Na + + Cl -
Рисунок 1.
Н Cl → Н + + Cl -
Физминутка.
Очень много повторяли
Наши головы устали
Покачаем влево, вправо….
А за тем глаза закроем
Обо всем забудем, но не на всегда!
А теперь глаза откроем,
Полной грудью все вздохнем.
Что ж немного отдохнули и работать вновь начнем.
1. Разделить вещества на электролиты и неэлектролиты:
Гидрооксид калия
Карбонат кальция
Кислород
Серная кислота
Гидрооксид бария
Хлорид натрия
Электролиты
Неэлектролиты
2. Выберите вещества, которые способны продиссоциировать на ионы:
Соляная кислота
Сульфат бария
Гидрооксид натрия
Нитрат алюминия
3. Составить уравнения диссоциации этих веществ.
Проверочный тест.
Вариант № 1.
Вариант № 2.
1). HI 2). H2S
3). H 2 CO 3 4). H 2 SiO 3
- К неэлектролитам относятся:
1) хлорид бария
2) сахар
3) серная кислота
4) карбонат калия
- К неэлектролитам относятся:
1) сахароза
2) гидроксид натрия
3) бромид алюминия
4) азотная кислота
- карбонат натрия
2) этиловый спирт
3) хлороводородная кислота
4) нитрат цинка
5. Сумма коэффициентов в уравнении диссоциации сульфата алюминия равна:
1). 4 2). 2
3). 6 4). 3
4. Больше всего ионов водорода образуется при диссоциации сульфата аммония равна:
1). H3PO4
2). HNO3
3). H2SO4 4). HF
5. Сумма коэффициентов в уравнении диссоциации карбоната натрия равна:
3). 3 4). 1
2. С образованием катионов металла и анионов кислотного остатка диссоциирует:
1). гидроксид меди ( II )
2). гидроксид натрия 3). хлорид алюминия
4). угольная кислота
1). глицерин , SO2
2). BaO, K 2 SO 4
3). CuCl2 , KOH 4). Fe(OH)3, H 2 SiO 3
3. Электролитами являются оба вещества в группе:
1). CH4, CO2
2). С aO, BaSO4
3). C2H5OH, HNO3 4). NaCl, KOH
Проверь соседа.
№ варианта;
Творческое задание:
Если сульфат меди растворить в воде, то наблюдается синее окрашивание раствора и раствор проводит ток, а, если растворить его в бензине, то окрашивания не наблюдается, раствор не становится синим.
Объясните это явление.
Данный урок посвящен изучению темы «Электролитическая диссоциация». В процессе изучения этой темы Вы поймете суть некоторых удивительных фактов: почему растворы кислот, солей и щелочей проводят электрический ток; почему температура кипения раствора электролита выше по сравнению с раствором неэлектролита.
Тема: Химическая связь.
Урок: Электролитическая диссоциация
Тема нашего урока - «Электролитическая диссоциация ». Мы попробуем объяснить некоторые удивительные факты:
Почему растворы кислот, солей и щелочей проводят электрический ток.
Почему температура кипения раствора электролита всегда будет выше, чем температура кипения раствора не электролита той же концентрации.
Сванте Аррениус
В 1887 году шведский физико - химик Сванте Аррениус, исследуя электропроводность водных растворов, высказал предположение, что в таких растворах вещества распадаются на заряженные частицы - ионы, которые могут передвигаться к электродам - отрицательно заряженному катоду и положительно заряженному аноду.
Это и есть причина электрического тока в растворах. Данный процесс получил название электролитической диссоциации (дословный перевод - расщепление, разложение под действием электричества). Такое название также предполагает, что диссоциация происходит под действием электрического тока. Дальнейшие исследования показали, что это не так: ионы являются только переносчиками зарядов в растворе и существуют в нем независимо от того, проходит через раствор ток или нет. При активном участии Сванте Аррениуса была сформулирована теория электролитической диссоциации, которою часто называют в честь этого ученого. Основная идея данной теории заключается в том, что электролиты под действием растворителя самопроизвольно распадаются на ионы. И именно эти ионы являются носителями заряда и отвечают за электропроводность раствора.
Электрический ток - это направленное движение свободных заряженных частиц . Вы уже знаете, что растворы и расплавы солей и щелочей электропроводны, так как состоят не из нейтральных молекул, а из заряженных частиц - ионов. При расплавлении или растворении ионы становятся свободными переносчиками электрического заряда.
Процесс распада вещества на свободные ионы при его растворении или расплавлении называют электролитической диссоциацией.
Рис. 1. Схема распада на ионы хлорида натрия
Сущность электролитической диссоциации заключается в том, что ионы становятся свободными под влиянием молекулы воды. Рис.1. Процесс распада электролита на ионы отображают с помощью химического уравнения. Запишем уравнение диссоциации хлорида натрия и бромида кальция. При диссоциации одного моля хлорида натрия образуются один моль катионов натрия и один моль хлорид - анионов. NaCl ⇄ Na + + Cl -
При диссоциации одного моля бромида кальция образуется один моль катионов кальция и два моля бромид - анионов.
Ca Br 2 ⇄ Ca 2+ + 2 Br -
Обратите внимание: так как в левой части уравнения записана формула электронейтральной частицы, то суммарный заряд ионов должен быть равен нулю .
Вывод : при диссоциации солей образуются катионы металла и анионы кислотного остатка.
Рассмотрим процесс электролитической диссоциации щелочей. Запишем уравнение диссоциации в растворе гидроксида калия и гидроксида бария.
При диссоциации одного моля гидроксида калия образуются один моль катионов калия и один моль гидроксид-анионов. KOH ⇄ K + + OH -
При диссоциации одного моля гидроксида бария образуются один моль катионов бария и два моля гидроксид - анионов. Ba (OH ) 2 ⇄ Ba 2+ + 2 OH -
Вывод: при электролитической диссоциации щелочей образуются катионы металла и гидроксид - анионы.
Нерастворимые в воде основания практически не подвергаются электролитической диссоциации , так как в воде они практически нерастворимы, а при нагревании - разлагаются, так что расплав их получить не удается.
Рис. 2. Строение молекул хлороводорода и воды
Рассмотри процесс электролитической диссоциации кислот. Молекулы кислот образованы ковалентной полярной связью, а значит, кислоты состоят не из ионов, а из молекул.
Возникает вопрос - как же тогда кислота диссоциирует, т. е как в кислотах образуются свободные заряженные частицы? Оказывается, ионы образуются в растворах кислот именно при растворении.
Рассмотрим процесс электролитической диссоциации хлороводорода в воде , но для этого запишем строение молекул хлороводорода и воды. Рис.2.
Обе молекулы образованы ковалентной полярной связью. Электронная плотность в молекуле хлороводорода смещена к атому хлора, а в молекуле воды - к атому кислорода. Молекула воды способна оторвать катион водорода от молекулы хлороводорода, при этом образуется катион гидроксония Н 3 О + .
В уравнении реакции электролитической диссоциации не всегда учитывают образование катиона гидроксония - обычно говорят, что образуется катион водорода.
Тогда уравнение диссоциации хлороводорода выглядит так:
HCl ⇄ H + + Cl -
При диссоциации одного моля хлороводорода образуются один моль катиона водорода и один моль хлорид - анионов.
Ступенчатая диссоциация серной кислоты
Рассмотри процесс электролитической диссоциации серной кислоты. Серная кислота диссоциирует ступенчато, в две стадии.
I -я стадия диссоциации
На первой стадии отрывается один катион водорода и образуется гидросульфат-анион.
II - я стадия диссоциации
На второй стадии происходит дальнейшая диссоциация гидросульфат - анионов. HSO 4 - ⇄ H + + SO 4 2-
Эта стадия является обратимой, то есть, образующиеся сульфат - ионы могут присоединять к себе катионы водорода и превращаться в гидросульфат - анионы. Это показано знаком обратимости.
Существуют кислоты, которые даже на первой стадии диссоциируют не полностью - такие кислоты являются слабыми. Например, угольная кислота Н 2 СО 3 .
Теперь мы можем объяснить, почему температура кипения раствора электролита будет выше, чем температура кипения раствора неэлектролита.
При растворении молекулы растворенного вещества взаимодействуют с молекулами растворителя, например - воды. Чем больше частиц растворенного вещества находится в одном объеме воды, тем будет выше его температура кипения. Теперь представим, что в одинаковых объемах воды растворили равные количества вещества-электролита и вещества - неэлектролита. Электролит в воде распадется на ионы, а значит - число его частиц будет больше, чем в случае растворения неэлектролита. Таким образом, наличие свободных частиц в электролите объясняет, почему температура кипения раствора электролита будет выше, чем температура кипения раствора неэлектролита.
Подведение итога урока
На этом уроке вы узнали, что растворы кислот, солей и щелочей электропроводны, так как при их растворении образуются заряженные частицы - ионы. Такой процесс называется электролитической диссоциацией. При диссоциации солей образуются катионы металла и анионы кислотных остатков. При диссоциации щелочей образуются катионы металла и гидроксид-анионы. При диссоциации кислот образуются катионы водорода и анионы кислотного остатка.
1. Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. М.: Просвещение. 2009 г.119с.:ил.
2. Попель П.П.Химия:8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений/П.П. Попель, Л.С.Кривля. -К.: ИЦ «Академия»,2008.-240 с.: ил.
3. Габриелян О.С. Химия. 9 класс. Учебник. Издательство: Дрофа.:2001. 224с.
1. №№ 1,2 6 (с.13) Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. М.: Просвещение. 2009 г.119с.:ил.
2. Что такое электролитическая диссоциация? Вещества, каких классов относятся к электролитам?
3. Вещества, с каким типом связи являются электролитами?
Казахстан, Северо-Казахстанская область, район имени Габита Мусрепова, село Сокологоровка
КГУ «Сокологоровская средняя школа»
Урок в 9 классе
Тема: «Сущность процесса диссоциации»
План урока
Тема: Сущность процесса электролитической диссоциации
Цели урока: углубить и обобщить знания, основные понятия электролитической диссоциации; научить применять их в составлении уравнений диссоциации; дать представление об универсальности теории электролитической диссоциации, применении ее для неорганической химии.
Основные понятия: электролиты, неэлектролиты, диссоциация, гидраты, крсталлогидраты.
Структура урока
1) Организационный момент
2) Проверка домашнего задания
3) Изучение нового материала
4) Закрепление нового материала
5) Домашнее задание, выставление оценок
Ход урока
1) Организационный момент (3-5 мин.)
2) Проверка домашнего задания (10 мин.)
а) Определите ковалентные полярные и неполярные связи в следующих молекулах: N 2 , CO 2 , NH 3 , SO 2 , HBr.
б) Что такое электроотрицательность?
в) Как образуется σ- связь и π- связь?
г) В чем причина резкого отличия в физических свойствах СО 2 и SiO 2 ?
д) Перечислите типы химической связи.
3) Изучение нового материала (15-20 мин.)
Электролиты и неэлектролиты. С особенностями растворения в воде веществ с различными типами химических связей можно познакомиться экспериментально, исследуя электрическую проводимость растворов этих веществ с помощью прибора для проверки электрической проводимости растворов.
Если погрузить электроды прибора, например, в сухую поваренную соль, то лампочка не засветится. Тот же результат получится, если электроды опустить в дистиллированную воду. Однако при погружении электродов в водный раствор хлорида натрия лампочка начинает светиться. Значит, раствор хлорида натрия проводит электрический ток. Подобно хлориду натрия ведут себя и другие растворимые соли, щелочи и кислоты. Соли и щелочи проводят электрический ток не только в водных растворах, но и в расплавах. Водные растворы, например, сахара, глюкозы, спирта, кислорода, азота электрический ток не проводят. На основании этих свойств, все вещества разделяют на электролиты и неэлектролиты.
Механизм растворения в воде веществ с различным характером химической связи. Почему из рассмотренных примеров именно соли, щелочи и кислоты в водном растворе проводят электрический ток? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо вспомнить, что свойства веществ определяются их строением. Например, строение кристаллов хлорида натрия отличается от строения молекул кислорода, водорода.
Для правильного понимания механизма растворения в воде веществ с ионной связью следует также учесть, что в молекулах воды между атомами водорода и кислорода имеются ковалентные сильнополярные связи. Поэтому молекулы воды полярны. Вследствие этого, например, при растворении хлорида натрия молекулы воды притягиваются своими отрицательными полюсами к положительными полюсами - к отрицательно заряженным хлорид-ионам. В результате связь между ионами ослабляется и кристаллическая решетка разрушается. Этому процессу способствует также большая диэлектрическая проницаемость воды , которая при 20ºС равна 81. Химическая связь между ионами в воде ослабляется в 81 раз по сравнению с вакуумом.
При растворении в воде веществ с ковалентной сильнополярной связью, например хлороводорода HCl, происходит изменение характера химической связи, т.е. под влиянием полярных молекул воды ковалентная полярная связь превращается в ионную и далее процесс отщепления частиц.
При расплавлении электролитов усиливаются колебательные движения частиц, что приводит к ослаблению связи между ними. В результате также разрушается кристаллическая решетка. Следовательно, при растворении солей и щелочей эти вещества распадаются на ионы.
Процесс распада электролита на ионы при растворении его в воде или расплавлении называется электролитической диссоциацией.
Основные теоретические положения электролитической диссоциации сформулированы в 1887 г. шведским ученым Сванте Аррениусом. Однако С. Аррениусу не удалось полностью раскрыть сложность процесса электролитической диссоциации. Он не учитывал роль молекул растворителя и полагал, что в водном растворе находятся свободные ионы. Дальнейшее развитие представления об электролитической диссоциации получили в трудах русских ученых И. А. Каблукова и В. А. Кистяковского. Чтобы понять сущность представлений этих ученых, ознакомимся с явлениями, которые происходят при растворении веществ в воде.
При растворении в воде твердого гидроксида натрия NaOH или концентрированной серной кислоты H 2 SO 4 происходит сильное разогревание. Особенно осторожно необходимо растворять серную кислоту, так как из-за повышения температуры часть воды может превратиться в пар и под его давлением может выбросить кислоту из сосуда. Чтобы этого избежать, серную кислоту тонкой струей наливают в воду (но не наоборот!) при постоянном помешивании.
Если же, например, растворять в воде аммиачную селитру (нитрат аммония) в тонкостенном стакане, поставленном на мокрую дощечку, то наблюдается столь сильное охлаждение, что стакан к ней даже примерзает. Почему при растворении веществ в одних случаях наблюдается разогревание, а в других - охлаждение?
При растворении твердых веществ происходит разрушение их кристаллических решеток и распределение образующихся частиц между молекулами растворителя. При этом необходимая энергия поглощается извне и происходит охлаждение. По этому признаку процесс растворения следует отнести к физическим явлениям.
Почему же при растворении некоторых веществ происходит разогревание?
Как нам известно, выделение теплоты - это признак химической реакции. Следовательно, при растворении осуществляется и химические реакции . Например, молекулы серной кислоты реагируют с молекулами воды и образуются соединения состава H 2 SO 4 ·H 2 O (моногидрат серной кислоты) и H 2 SO 4 ·2H 2 O (дигидрат серной кислоты), т.е. молекула серной кислоты присоединяет одну или две молекулы воды.
Взаимодействие молекул серной кислоты с молекулами воды относят к реакциям гидратации, а вещества, которые при этом образуются, называют гидратами.
Из приведенных примеров видно, что при растворении твердых веществ в воде происходят как физический, так и химический процессы. Если в результате гидратации выделяется больше энергии, чем ее тратится на разрушение кристаллов вещества, тогда растворение сопровождается разогреванием, если наоборот - охлаждением.
Следовательно, растворение - это физико-химический процесс.
Такое объяснение сущности процесса растворения и природы растворов впервые было теоретически обосновано великим русским ученым Д.И.Менделеевым. им была разработана гидратная теория растворов .
При изучении процессов гидратации у ученых возник вопрос: с какими частицами реагирует вода?
И.А.Каблуков и В.А.Кистяковский независимо один от другого предположили, что с молекулами воды реагируют ионы электролитов, т.е. происходит гидратация ионов. Это
4) Закрепление нового материала (5-7 мин.)
а) Когда начались исследования состава воздуха?
б) Какие вещества содержатся в составе воздуха?
в) Какой ученый впервые установил состав воздуха французский в 1774г.?
5) Домашнее задание, выставление оценок(3мин.)
§26 пересказ стр.70-72; упражнения № 3, 4,5 стр.72