Растворы. Теория электролитической диссоциации

Содержание

Слайд 2

Растворы (дисперсные системы) Раствор – это однофазная система переменного, или гетерогенного,

Растворы (дисперсные системы)

Раствор – это однофазная система переменного, или гетерогенного, состава,

состоящая из двух или более компонентов.
Слайд 3

Растворение Растворение — переход молекул вещества из одной фазы в другую.

Растворение

Растворение — переход молекул вещества из одной фазы в другую. Происходит в

результате взаимодействия атомов (молекул) растворителя и растворённого вещества.
Слайд 4

Растворение При растворении межфазная граница исчезает, при этом меняются физические свойства

Растворение

При растворении межфазная граница исчезает, при этом меняются физические свойства раствора

(например, плотность, вязкость, иногда — цвет, и другие).
Слайд 5

Дисперсная система, фаза, среда Дисперсная система - гетерогенные системы, в которых

Дисперсная система, фаза, среда

Дисперсная система - гетерогенные системы, в которых

одна из фаз находится в дисперсном (раздробленном состоянии).
Дисперсной фазой, называется растворенное вещество
Дисперсионной средой (растворитель)- вещество, в котором распределена дисперсная фаза.
Слайд 6

Виды дисперсных систем

Виды дисперсных систем

Слайд 7

По величине частиц дисперсной фазы растворы разделяют на: Грубодисперсные системы(взвеси) –

По величине частиц дисперсной фазы растворы разделяют на:

Грубодисперсные системы(взвеси) –


это гетерогенные системы (неоднородные). Размеры частиц этой фазы
от 10⁻⁵ до 10⁻⁷м.
Не устойчивы и видны невооруженным глазом (суспензии, эмульсии, пены, порошки).
Слайд 8

По величине частиц дисперсной фазы растворы разделяют на: Коллоидные растворы (тонкодисперсные

По величине частиц дисперсной фазы растворы разделяют на:
Коллоидные растворы (тонкодисперсные системы

или золи) – это микрогетерогенные системы. Размер частиц от 10⁻⁷ до 10⁻⁹м.
Частицы уже не видны невооруженным глазом, система не устойчивая. В зависимости от природы дисперсионной среды золи называют гидрозолями – дисперсионная среда – жидкость,
аэрозолями – дисперсионная среда воздух.
Слайд 9

По величине частиц дисперсной фазы растворы разделяют на: Истинные растворы. Размеры

По величине частиц дисперсной фазы растворы разделяют на:

Истинные растворы.
Размеры частиц

составляют 10ˉ8 см (менее 1 нм), т.е. равны размерам молекул и ионов.
Они не видны невооруженным глазом. Системы - гомогенные.
(растворы сахара, спирта, неэлектролитов, электролитов и слабых электролитов).
Слайд 10

Растворимость Растворимость выражают при помощи массы вещества, которая может раствориться в

Растворимость

Растворимость выражают при помощи массы вещества, которая может раствориться в

100 г воды при данной температуре
Слайд 11

Растворимость Если молекулы растворителя неполярны или малополярны, то этот растворитель будет

Растворимость
Если молекулы растворителя неполярны или малополярны, то этот растворитель будет

хорошо растворять вещества с неполярными молекулами. Хуже будет растворять с большей полярностью.
И практически не будет с ионным типом связи.
Слайд 12

Растворители К полярным растворителям относят воду и глицерин. К малополярным спирт

Растворители

К полярным растворителям относят воду и глицерин.
К малополярным спирт и ацетон.
К

неполярным хлороформ,
эфир,
жиры,
масла.
Слайд 13

Виды растворов В зависимости от растворимости твердых веществ различают следующие виды растворов:

Виды растворов

В зависимости от растворимости твердых веществ различают следующие виды растворов:

Слайд 14

Способы выражения состава раствора

Способы выражения состава раствора

Слайд 15

Д а н о: m(р-ра) = 100 г; m(ВаСl2) = 20

Д а н о: m(р-ра) = 100 г; m(ВаСl2) = 20 г.
Найти: w%(ВаСl2) Решение: w(BaCl2)=m(ВаСl2)/m(р-ра)=20г/100г=0,2

или 20%
Ответ: w%(ВаСl2)=0,2 или 20%

Типовая задача № 1. В растворе массой 100 г содержится хлорид бария массой 20 г. Какова массовая доля хлорида бария в растворе?

Слайд 16

Д а н о: m(H2O) = 20 г; m(сахара) = 5

Д а н о: m(H2O) = 20 г; m(сахара) = 5 г. Найти: w%(сахара) Решение: 1.

m(р-ра)=m(сахара)+m(H2O)=20г+5г=25г 2. w(сахара)=m(сахара)/m(р-ра)=5г/25г=0,2 или 20%
Ответ: w%(сахара)=0,2 или 20%

Типовая задача № 2 . Сахар массой 5 г растворили в воде массой 20 г. Какова массовая доля (%) сахара в растворе?

Слайд 17

Гидратная теория Менделеева Сольватация – процесс взаимодействия молекул растворителя и растворяемого

Гидратная теория Менделеева

Сольватация – процесс взаимодействия молекул растворителя и растворяемого

вещества.
Сольватация в водных растворах называется гидратацией.
В результате чего образуются молекулярные агрегаты - гидраты.
Слайд 18

гидратированные ионы

гидратированные ионы

Слайд 19

Кристаллогидраты Молекулы воды из гидратной оболочки иногда могут вступать в химическую

Кристаллогидраты

Молекулы воды из гидратной оболочки иногда могут вступать в химическую реакцию

с растворенным веществом, образуя уже настоящее химическое соединение с постоянным составом, которые можно выделить из раствора, осторожно упаривая воду.
Эти соединения называются кристаллогидратами.
Слайд 20

– твердые соли, в состав ионных кристаллов которых входят молекулы воды

– твердые соли, в состав ионных кристаллов которых входят молекулы

воды

Кристалл CuSO4•5H2O

Глауберова соль Na2SO4•10H2O

Кристаллогидраты солей

Слайд 21

Кристаллогидраты FeSO4 FeSO4 • 7H2O

Кристаллогидраты

FeSO4

FeSO4 • 7H2O

Слайд 22

Электролиты. Неэлектролиты По способности проводить электрический ток в водном растворе или

Электролиты. Неэлектролиты

По способности проводить электрический ток в водном растворе или в

расплаве все вещества можно разделить на электролиты и неэлектролиты.
Слайд 23

Слайд 24

Электролитическая диссоциация - процесс распада молекул электролитов на ионы в водном растворе или в расплаве.

Электролитическая диссоциация -

процесс распада молекул электролитов на ионы в водном

растворе или в расплаве.
Слайд 25

Основные положения ТЭД 1. Молекулы электролитов диссоциируют на положительно заряженные ионы

Основные положения ТЭД

1. Молекулы электролитов диссоциируют на положительно заряженные ионы (катионы)

и отрицательно заряженные ионы (анионы).

NaOH = Na+ + OH-

катион

анион

Молекула

Слайд 26

Основные положения ТЭД 2. При пропускании через раствор или расплав электрического

Основные положения ТЭД

2. При пропускании через раствор или расплав электрического тока

катионы движутся к отрицательно заряженному электроду (катоду), а анионы движутся к положительно заряженному электроду (аноду).

АНОД -

+ КАТОД

Cl-

К+

Слайд 27

Основные положения ТЭД Диссоциация многих электролитов —процесс обратимый. Это значит, что

Основные положения ТЭД

Диссоциация многих электролитов —процесс обратимый.
Это значит, что

одновременно идут два противоположных процесса: распад молекул на ионы (ионизация или диссоциация) и соединение ионов в молекулы (ассоциация или моляризация).
Слайд 28

Уравнение диссоциации Диссоциацию молекул электролитов выражают уравнениями, в которых ставят знак

Уравнение диссоциации

Диссоциацию молекул электролитов выражают уравнениями, в которых ставят знак обратимости

( ).
Пример, уравнение диссоциации азотистой кислоты HNO2 записывается таким образом:
ионизация (диссоциация)
НNO2 H+ + NO2-
моляризация (ассоциация)
Слайд 29

Уравнение диссоциации Общая сумма зарядов катионов равна общей сумме зарядов анионов,

Уравнение диссоциации

Общая сумма зарядов катионов равна общей сумме зарядов анионов, так

как растворы и расплавы электронейтральны.

NaOH = Na+ + OH-

CaCl2 = Ca2+ + 2Cl-

Слайд 30

Механизм электролитической диссоциации. При растворении в воде ионных соединений, например, NaCl,

Механизм электролитической диссоциации.

При растворении в воде ионных соединений, например, NaCl,

его ионы, находящиеся в узлах кристаллической решетки, взаимодействуют с диполями воды.
При этом положительные полюсы молекул воды притягиваются к отрицательным Сl-, отрицательные полюсы - к положительным Na+.

NaCl ↔ Na+ + Cl-

Схема ЭД хлорида натрия на гидратированные ионы.

Слайд 31

- + - + - + + - + - +

- +

- +

- +

+ -

+ -

+ -

- +

- +

- +

Механизм диссоциации
В

результате этого взаимодействия кристаллическая решетка разрушается с образованием гидратированных ионов.
Слайд 32

Na+ Cl- - + - + + - + - +

Na+

Cl-

- +

- +

+ -

+ -

+ -

+ -

- +

- +

- +

- +

-

+

- +

- +

- +

- +

- +

Гидратированные ионы.

Слайд 33

Степень диссоциации (ионизации) В водных растворах некоторые электролиты полностью распадаются на

Степень диссоциации (ионизации)

В водных растворах некоторые электролиты полностью распадаются на ионы.


Другие электролиты распадаются на ионы частично.
Для количественной характеристики соотношения диссоциированных и недиссоциированных молекул электролита используют понятие
«степень электролитической диссоциации».
Слайд 34

Степень диссоциации (ионизации) Степень электролитической диссоциации равна отношению числа молекул, которые

Степень диссоциации (ионизации)

Степень электролитической диссоциации равна отношению числа молекул, которые распались

на ионы, к общему числу растворенных молекул электролита:
где n - число молекул, распавшихся на ионы;
N - общее число растворенных молекул.
Слайд 35

Степень диссоциации (ионизации) Степень диссоциации зависит от природы растворителя природы растворенного

Степень диссоциации (ионизации)

Степень диссоциации зависит от
природы растворителя
природы растворенного вещества.
Например,

молекулы серной кислоты H2SO4 хорошо диссоциируют в воде, слабее в этаноле и совсем не диссоциируют в бензоле.
Слайд 36

Сильные электролиты — это такие электролиты, для которых степень диссоциации в

Сильные электролиты — это такие электролиты, для которых степень диссоциации в

водных растворах равна
α =1 (100%).
К сильным электролитам относятся:
Практически все соли;
2. Кислоты - HNO3 , H2SO4, HMnO4, H2Cr2О7, HI, HBr, НСl, H2CrО4;
3. Щелочи- LiOH, NaOH, KOH, CsOH, RbOH, Ca(OH)2 ,Sr(OH)2, Ba(OH)2.

Электролиты

Слайд 37

Слабые электролиты — это такие электролиты, для которых степень диссоциации в

Слабые электролиты — это такие электролиты, для которых степень диссоциации в

водных растворах меньше
<<1 (100%).
К слабым электролитам относятся:
1. Слабые кислоты - HNO2, H2CO3, H2SiО3, H3PO4
2. Слабые малорастворимые в воде основания и амфотерные гидроксиды:
Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Pb(OH)2, A1(OH)3;
3. Вода Н2О.
4. NH4 OH.
5. Большинство органических кислот

Электролиты

Слайд 38

Диссоциация электролитов Диссоциация сильных электролитов – необратимый процесс Диссоциация слабых электролитов

Диссоциация электролитов

Диссоциация сильных электролитов – необратимый процесс
Диссоциация слабых электролитов -обратимый процесс

LiOH

= Li+ + OH-
Слайд 39

Диссоциация оснований Применимo только к водным растворам!!! Основание - электролит, который

Диссоциация оснований

Применимo только к водным растворам!!!
Основание - электролит, который диссоциирует в

водном растворе с образованием гидроксид-иона и катиона металла
основание ↔ катион металла+ гидроксид-ион
Свойства оснований определяет гидроксид-ион OH⁻

NaOH = Na+ + OH-

KOH = К+ + OH-

Слайд 40

Диссоциация кислот Применимo только к водным растворам!!! Кислота – электролит, который

Диссоциация кислот

Применимo только к водным растворам!!!
Кислота – электролит, который диссоциирует в

водном растворе с образованием катиона водорода и аниона кислотного остатка:
кислота ↔ катион водорода + анион кислотного остатка
Свойства кислот определяет ион водорода H⁺

HCl = H++Cl-

H2SO4 = 2H+ + SO42-

Слайд 41

Диссоциация солей Соли - это электролиты, диссоциирующие в водном растворе на

Диссоциация солей

Соли - это электролиты, диссоциирующие в водном растворе на катион

металла и анион кислотного остатка.
кислота ↔ катион металла + анион кислотного остатка
Средние соли диссоциируют в одну ступень.
Ca(NO3)2  → Ca2+ + 2NO3–
Кислые и основные соли диссоциируют ступенчато:
KHCO3 ↔ K+ + HCO3–   (первая ступень)
HCO3– ↔H+ + CO32–      (вторая ступень).
(ZnOH)2SO4 ↔ 2ZnOH+ + SO42– (первая ступень);
ZnOH+ ↔ Zn2+ + OH– (вторая ступень).
Слайд 42

HNO3 = H+ + NO3- Ступенчатая диссоциация Пример: Одноосновная кислота Трехосновная кислота

HNO3 = H+ + NO3-

Ступенчатая диссоциация

Пример:

Одноосновная кислота

Трехосновная кислота

Слайд 43

Реакции ионного обмена - Реакции, протекающие в растворах электролитов и не сопровождающиеся изменением степеней окисления элементов.

Реакции ионного обмена

- Реакции, протекающие в растворах электролитов и не сопровождающиеся

изменением степеней окисления элементов.
Слайд 44

Если образуется осадок Если выделяется газ Если образуется вода ***В остальных

Если образуется
осадок

Если выделяется
газ

Если образуется
вода

***В остальных случаях реакции обмена

являются обратимыми

Реакции ионного обмена

Слайд 45

Если образуется осадок: CuSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Cu(OH)2 2AgNO3 +

Если образуется осадок:

CuSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Cu(OH)2
2AgNO3 + CaCl2 Ca(NO3)2

+ 2AgCl
Na2CO3 + Ca(NO3)2 2NaNO3 + CaCO3
BaCl2 + K2SO4 2KCl + BaSO4
Слайд 46

Если выделяется газ: CaCO3 + 2HNO3 Ca(NO3)2 + H2CO3 (H2O +

Если выделяется газ:

CaCO3 + 2HNO3 Ca(NO3)2 + H2CO3
(H2O + CO2

)
Na2SO3 + 2HCl 2NaCl + H2SO3
(H2O + SO2 )
CuS + 2HCl CuCl2 + H2S
Слайд 47

Если образуется вода: CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O Fe(OH)3 +

Если образуется вода:

CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O
Fe(OH)3 + 3HCl FeCl3

+ 3H2O
NaOH + HNO3 NaNO3 + H2O
Слайд 48

Если НЕ образуются осадок, газ, вода, то реакции обмена обратимы: 2NaNO3

Если НЕ образуются
осадок, газ, вода, то реакции
обмена обратимы:

2NaNO3 +

CaCl2 Ca(NO3)2 + 2NaCl
K3PO4 + 3NaCl Na3PO4 + 3KCl
CuCl2 + Na2SO4 CuSO4 + 2NaCl
Слайд 49

Ионные уравнения Для реакций ионного обмена составляют полные и сокращенные ионные

Ионные уравнения
Для реакций ионного обмена составляют полные и сокращенные ионные уравнения.
При

этом на ионы никогда не раскладывают:
нерастворимые вещества (см. таблицу растворимости);
оксиды;
воду;
газы
Слайд 50

Реакции ионного обмена Молекулярное уравнение FeCl3 NaOH Fe(OH)3↓ NaCl + + = 3 3

Реакции ионного обмена

Молекулярное уравнение

FeCl3

NaOH

Fe(OH)3↓

NaCl

+

+

=

3

3

Слайд 51

Реакции ионного обмена Молекулярное уравнение Fe|Cl3 Na|OH Fe(OH)3↓ Na|Cl + + = 3 3

Реакции ионного обмена

Молекулярное уравнение

Fe|Cl3

Na|OH

Fe(OH)3↓

Na|Cl

+

+

=

3

3

Слайд 52

Реакции ионного обмена Молекулярное уравнение Полное ионное уравнение Сокращенное ионное уравнение

Реакции ионного обмена

Молекулярное уравнение

Полное ионное уравнение

Сокращенное ионное уравнение

Fe|Cl3

Na|OH

Fe(OH)3↓

Na|Cl

+

+

=

3

3

Fe3++3Cl-+3Na++3OH-=Fe(OH)3↓+3Na++3Cl-

Fe3++3Cl-+3Na++3OH-=Fe(OH)3↓+3Na++3Cl-

Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓

Слайд 53

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Слайд 54

Слайд 55

1) Запишем молекулярное уравнение и уравняем его: CuSO4 + 2NaOH Na2SO4

1) Запишем молекулярное уравнение и уравняем его:
CuSO4 + 2NaOH Na2SO4 +

Cu(OH)2 ↓
2) Разложим на ионы все, что возможно и затем сократим одинаковые ионы в обоих частях уравнения:
Cu+2 + SO4-2 + 2Na+1 + 2OH-1 2Na+1 + SO4-2 + Cu(OH)2 ↓
(полное ионное уравнение)
3) Запишем то, что получилось:
Cu+2 + 2OH-1 Cu(OH)2 ↓ (сокращенное ионное уравнение)
Слайд 56

Ионные уравнения CaCO3 + 2HNO3 Ca(NO3)2 + H2CO3 (H2O + CO2

Ионные уравнения

CaCO3 + 2HNO3 Ca(NO3)2 + H2CO3 (H2O + CO2 )


CaCO3 + 2H+1 + 2NO3-1 Ca+2 + 2NO3-1 + H2O + CO2
CaCO3 + 2H+1 Ca+2 + H2O + CO2

CuS + 2HCl CuCl2 + H2S
CuS + 2H+1 + 2Cl-1 Cu+2 + 2Cl-1 + H2S
CuS + 2H+1 Cu+2 + H2S

Слайд 57

Ионные уравнения NaOH + HNO3 NaNO3 + H2O Na+1 + OH-1

Ионные уравнения

NaOH + HNO3 NaNO3 + H2O
Na+1 + OH-1 + H+1

+ NO3-1 Na+1 + NO3-1 + H2O
OH-1 + H+1 = H2O

K3PO4 + 3NaCl Na3PO4 + 3KCl
3K+1 + PO4-3 + 3Na+1 + 3Cl-1 3Na+1 + PO4-3 + 3K+1 + 3Cl-1
сокращенного ионного уравнения нет , следовательно,
у обратимых реакций нет сокращенных ионных уравнений

Слайд 58

Слайд 59

Примеры

Примеры

Слайд 60

Гидролиз солей При растворении солей в воде происходит не только диссоциация

Гидролиз солей

При растворении солей в воде происходит не только диссоциация на

ионы и гидратация этих ионов, но и взаимодействие молекул воды с ионами, приводящее к разложению молекул воды на Н+ и ОН– с присоединением одного из них к иону соли и освобождением другого (гидролиз).
Слайд 61

Гидролиз солей Гидролиз солей – это взаимодействие солей с водой В

Гидролиз солей

Гидролиз солей – это взаимодействие солей с водой
В результате гидролиза

соли в растворе появляется некоторое избыточное количество ионов Н⁺ или ОН⁻
При этом изменяется рН раствора.
Слайд 62

Гидролизу подвергаются: Катион слабого основания Al3+; Fe3+; Bi3+ и др. Анион

Гидролизу подвергаются:

Катион слабого основания
Al3+; Fe3+; Bi3+ и др.
Анион слабой кислоты
CO32-; SO32–;

NO2–; CN–; S2– и др.
Слайд 63

Гидролизу НЕ подвергаются: Катион сильного основания Na+; Ca2+; K+ и др.

Гидролизу НЕ подвергаются:

Катион сильного основания
Na+; Ca2+; K+ и др.
Анион сильной кислоты
Cl–;

SO42–; NO3–; и др.
Слайд 64

Закономерности гидролиза разбавленных растворов солей: Протекает: Гидролиз соли слабого основания и

Закономерности гидролиза разбавленных растворов солей:

Протекает:
Гидролиз соли слабого основания и сильной кислоты
Гидролиз

соли слабой кислоты и сильного основания
Гидролиз соли слабой кислоты и слабого основания
Не протекает:
Гидролиз соли сильного основания и сильной кислоты
Слайд 65

1) Гидролиз соли слабого основания и сильной кислоты Проходит по катиону,

1) Гидролиз соли слабого основания и сильной кислоты

Проходит по катиону, при

этом рН раствора уменьшится.
AlCl3 + H2O → Al(OH)Cl2 + HCl
Al3+ + Н+ОН– → Al(OH)2+ + H+
Cl- + H2O → не идет
среда кислая рН<7
Слайд 66

ПРИМЕР гидролиза по катиону FeCl3 + H2O → Fe(OH)Cl2 + HCl

ПРИМЕР гидролиза по катиону

FeCl3 + H2O → Fe(OH)Cl2 + HCl
Fe3+ +

Н+ОН– → Fe(OH)2+ + H+
среда кислая рН<7
Слайд 67

2) Гидролиз соли слабой кислоты и сильного основания Проходит по аниону,

2) Гидролиз соли слабой кислоты и сильного основания

Проходит по аниону, при

этом может образоваться слабая кислота или кислая соль. рН раствора увеличится.
NaSO3 + H2O → NaHSO3 + NaОН
SO32– + Н+ОН– → HSO3– + ОН–
среда щелочная рН>7
Слайд 68

ПРИМЕР гидролиза по аниону: Na2CO3 + H2O → NaHCO3 + NaОН

ПРИМЕР гидролиза по аниону:

Na2CO3 + H2O → NaHCO3 + NaОН
CO32- +

Н+ОН– → HCO3– + ОН–
среда щелочная рН>7
Слайд 69

3) Гидролиз соли слабой кислоты и слабого основания Проходит полностью; рН

3) Гидролиз соли слабой кислоты и слабого основания

Проходит полностью; рН 7

:
Al2(SO3)3 + 6H2O → 2Al(OH)3 ↓ + 3H2SO3
H2SO3 → H2O + SO2↑
Слайд 70

Гидролиз соли слабой кислоты и слабого основания Реакция в этом случае

Гидролиз соли слабой кислоты и слабого основания

Реакция в этом случае идет

до конца, так как при гидролизе катиона образуется Н+:
Al3+ + Н+ОН– → Al(OH)2+ + H+
при гидролизе аниона − ОН– :
SO32– + Н+ОН– → HSO3– + ОН–
далее происходит образование из них Н2О (с выделением энергии), что и смещает равновесие гидролиза вправо.
Слайд 71

4) Гидролиз соли сильного основания и сильной кислоты Na2SO4 + H2O → не идет

4) Гидролиз соли сильного основания и сильной кислоты
Na2SO4 + H2O →

не идет
Слайд 72

Количественные характеристики гидролиза Степень гидролиза αг (доля гидролизованных единиц) Константа гидролиза - Кг.

Количественные характеристики гидролиза

Степень гидролиза αг (доля гидролизованных единиц)
Константа гидролиза

- Кг.