Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 9 клас>> Хімія: Електролітична дисоціація кислот, основ, солей у водних розчинах

ЕЛЕКТРОЛІТИЧНА ДИСОЦІАЦІЯ КИСЛОТ, ОСНОВ, СОЛЕЙ У ВОДНИХ РОЗЧИНАХ

Електролітична дисоціація кислот, основ, солей у водних розчинах

Після опрацювання § 10 ви зможете:

складати рівняння електролітичної дисоціації лугів, кислот, солей; виявляти йони Гідрогену та гідроксид-іони у розчині; за показником рН визначати характер середовища - кислий, нейтральний, лужний.

На шляху до успіху пригадаємо з вивченого курсу хімії:
що таке луги, кислоти, солі, індикатори; як користуватися таблицею розчинності; як класифікують кислоти за їхнім кількісним складом; що таке електронегативність і як вона змінюється у періодах і групах; як виявляють кислоти та луги у розчинах; що таке експериментальні задачі і як їх розв'язують; які загальні властивості притаманні кислотам і лугам.

• Дисоціація електролітів у водних розчинах дає підстави класифікувати кислоти, основи, солі за видами йонів, які утворюються внаслідок нього процесу. Розгляньмо, на які саме йони дисоціюють кислоти, основи, ні, й сформулюймо їхні визначення з погляду електролітичної дисоціації.

Кислотами називають електроліти, внаслідок дисоціації яких не утворюються жодні інші катіони, крім гідратованих йонів Гідрогену.

Приміром, молекули гідроген хлориду у водному розчині дисоціюють катіони Гідрогену й хлорид-аніони (мал. 10.1).

Тобто хлоридна кислота містить не молекули гідроген хлориду, а гідратовані йони: катіони Гідрогену й аніони Хлору. Спрощено (без відображення гідратації йонів) цей процес, описує рівняння електролітичної дисоціації:

НСl →Н⁺ + Сl^-

Обчислімо у цьому рівнянні суму зарядів катіонів Гідрогену та аніонів Хлору.

Варто запам'ятати, що у правильно складеному рівнянні електролітичної дисоціації сума зарядів усіх катіонів і аніонів дорівнює нулю.

Завдання

Щоразу перевіряйте, чи правильно складено рівняння електролітичної дисоціації, наведені у параграфі.

Зверніть увагу: у цьому записі замість знака «=» використано стрілку. У такий спосіб зазначають, що електроліт дисоціює практично повністю. Так само повністю дисоціює у водному розчині сульфатна кислота.

Зважте на те, що у розчині оксигеновмісної кислоти розпад на йони її молекул відбувається за місцем більш полярних зв'язків. У молекулі сульфатної кислоти полярність зв'язків між атомами Оксигену і Гідрогену більша, ніж полярність зв'язків між атомами Сульфуру й Оксигену. Тому під впливом диполів води руйнуються саме зв'язки О - Н:

Н₂S0₄ → 2Н⁺ + SО^2-₄

Зверніть увагу: індекс біля атома Гідрогену у формулі сульфатної кислоти і коефіцієнт перед катіоном Гідрогену у рівнянні її електролітичної дисоціації збігаються. У записах зарядів йонів, на відміну від ступенів окиснення, знак «+» або «-» ставлять після цифри. Основність кислоти визначають за кількістю катіонів Гідрогену, які утворюються в результаті дисоціації однієї молекули кислоти.

Завдання

За наведеними рівняннями електролітичної дисоціації визначте основність хлоридної та сульфатної кислот.

Зауважимо, що багатоосновні кислоти дисоціюють ступінчасто. Приміром, на першій стадії дисоціації сульфітної кислоти легко відщеплюється перший катіон Гідрогену:

Кислотні залишки різні у різних кислот. Спільною ознакою усіх кислот є наявність у їхніх розчинах гідратованих катіонів Гідрогену. Саме вони зумовлюють загальну властивість цих сполук - кислий смак.

Ви, звичайно, пам'ятаєте, що кислоти у розчині виявляють за допомогою індикаторів. З огляду на те, що у розчинах усіх кислот містяться гідратовані катіони Гідрогену, можна дійти висновку, що саме вони зумовлюють зміну забарвлення індикаторів. Аби виявити катіони Гідрогену у розчині, виконаємо лабораторний дослід.

ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД

Пригадайте й неухильно виконуйте ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ПІД ЧАС РОБОТИ З ОБЛАДНАННЯМ І РЕАКТИВАМИ

№ 1(а). Виявлення йонів Гідрогену у розчині

Завдання. Дослідіть, як діють розчини кислот на індикатори. Запишіть рівняння електролітичної дисоціації кислот. Визначте, який з індикаторів не використовують для виявлення йонів Гідрогену в розчині.

Обладнання: штатив з пробірками або пластина із заглибинами. Реактиви: розчини сульфатної кислоти, лакмусу, метилового оранжевого, фенолфталеїну; розбавлена хлоридна кислота, універсальний індикаторний папір.

Інструкція

1. У 4 пробірки або заглибини пластини внесіть по 5 крапель хлоридної кислоти. До першої проби хлоридної кислоти добавте краплю розчину лакмусу, до другої - метилового оранжевого, до третьої фенолфталеїну, четверту випробуйте шматочком універсального індикаторного паперу. Як змінюється забарвлення індикаторів під дією хлоридної кислоти?

2. Тепер проробіть те саме з розчином сульфатної кислоти. Що спостерігаєте? Які йони в розчинах кислот зумовлюють зміну забарвлення індикаторів? Який індикатор не можна використати для виявлення йонів Гідрогену в розчині?

Завдання

Встановіть відповідність між індикаторами та їхнім забарвленням у розчинах кислот

Ви уточнили свої уявлення про кислоти з огляду на характер їхньої електролітичної дисоціації, набули уміння виявляти у водному розчині катіони Гідрогену. Тепер розгляньмо електролітичну дисоціацію лугів.

Лугами називають електроліти, які у водному розчині дисоціюють із утворенням гідратованих гідроксид-аніонів. Жодних інших негативних йонів під час цього процесу не утворюється.

• Луги - йонні речовини, тому їхня дисоціація (мал. 10.3) є повною:
NaOH → Na⁺ + ОН^-,
Ва(ОH)₂ ->Ва²⁺ + 2OH^-

Зверніть увагу на індекси у формулах лугів і коефіцієнти перед гідроксид-іонами у рівняннях електролітичної дисоціації.

Катіони у складі різних лугів різні. Спільною ознакою усіх лугів є наявність у їхніх розчинах гідроксид-аніонів. Виконаймо лабораторний дослід з виявлення цих йонів у розчині.

ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД

№ 1(6). Виявлення гідроксид-іонів у розчині

Завдання. Дослідіть, як діють розчини лугів на індикатори. Запишіть рівняння електролітичної дисоціації лугів. Визначте який з індикаторів є специфічним для виявлення гідроксид - іонів  у  розчині.

Обладнання: 8 пробірок (або пластина із заглибинами). Реактиви: розчини натрій гідроксиду, калій гідроксиду, лакмусу метилового оранжевого, фенолфталеїну; універсальний індикаторний папір.

Інструкція

1. У чотири пробірки або лунки пластини внесіть по п'ять крапель розчину натрій гідроксиду. До однієї проби розчину натрій гідроксиду добавте краплю розчину лакмусу, до другої - метилового оранжевого, до третьої - фенолфталеїну, четверту випробуйте шматочком універсального індикаторного папірця. Як змінюється забарвлення індикаторів під дією розчину натрій гідроксиду?

2. Тепер проробіть те саме з розчином калій гідроксиду. Що спостерігаєте? Який індикатор є специфічним для виявлення гідроксид-іонів у розчині?

Завдання

1.Встановіть відповідність між індикаторами та їхнім забарвленням у розчинах лугів.

2. Назвіть гідратовані йони у розчинах лугів, які, на вашу думку, зумовлюють загальні властивості цих сполук: милкість на дотик, руйнівну дію на шкіру, папір, волосся тощо.

Щойно ви навчилися за допомогою індикаторів визначати катіони Гідрогену та гідроксид-аніони у розчинах. Чи не найзручніше використовувати для цього універсальний індикаторний папір. Порівнявши його забарвлення у досліджуваному розчині зі шкалою-еталоном, можна визначити показник рН.

• Показник рН* (вимовляють «пе-аш») добре відомий вам з повідомлень ЗМІ, рекламних роликів, інструкцій до побутових товарів тощо. Він пов'язаний із концентрацією у розчині йонів Гідрогену та гідроксид-іонів. Приміром, у дистильованій воді об'ємом 1 л містяться катіони Гідрогену та гідроксид-аніони кількістю лише по 1·10^-7 (тобто 0,000 000 1) моль. Оскільки вміст катіонів Гідрогену та гідроксид-аніонів однаковий, то середовище нейтральне. Не деталізуючи, зауважимо: рН нейтрального середовища дорівнює семи. Якщо рН < 7 - середовище кисле. рН > 7 відповідає лужному середовищу (мал. 10.4).

Завдання

За малюнком 10.4, 2 визначте колір соку червонокачанної капусти у: а) сильно кислому; б) нейтральному; в) сильно лужному середовищах. Поясніть, чи можна вважати сік червонокачанної капусти кислотно-лужним індикатором.

Для визначення рН рідин (природні води, молоко, косметичні лосьйони, кров, шлунковий сік, стічні води, технологічні розчини тощо) у сучасних лабораторіях використовують електронні прилади - рН-метри (мал. 10.5). У досліджувану рідину занурюють скляний електрод, заряд якого залежить від середовища розчину. Прилад визначає заряд електрода й показує рН досліджуваного розчину.

• Солями називають електроліти, які у водних розчинах дисоціюють на гідратовані катіони металічних елементів і аніони кислотних залишків.

Солі - йонні речовини, тому їхня дисоціація є повною. Приміром, аргентум(І) нітрат у водному розчині дисоціює з утворенням катіонів Аргентуму(І) та нітрат-аніонів (мал. 10.6).

Розгляньмо приклади дисоціації солей:

Зверніть увагу на позначені кольором індекси у формулах солей і коефіцієнти перед відповідними йонами у рівняннях електролітичної дисоціації, порівняйте їх.

Завдання

1. Визначте число нітрат-іонів у рівнянні електролітичної дисоціації алюміній нітрату:
А1; БЗ; В 6; Г9.

2. Визначте число катіонів Калію у рівнянні електролітичної дисоціації калій ортофосфату:
А 1; Б 2; В 3; Г4.

Стисло про головне

Дисоціація електролітів у водних розчинах дає підстави класифікувати кислоти, основи, солі за видами йонів, які утворюються внаслідок цього процесу.
Кислотами називають електроліти, внаслідок дисоціації яких не утворюється жодних інших катіонів, окрім гідратованих йонів Гідрогену. Основність кислоти визначають за кількістю катіонів Гідрогену, які утворюються в результаті дисоціації однієї молекули кислоти. Багатоосновні кислоти дисоціюють ступінчасто.

Кислотні залишки різні у різних кислот. Спільною ознакою усіх кислот є наявність у їхніх розчинах гідратованих катіонів Гідрогену, які зумовлюють загальні властивості цих сполук.

Лугами називають електроліти, які у водному розчині дисоціюють із утворенням гідратованих гідроксид-аніонів. Жодних інших негативних йонів під час цього процесу не утворюється. Луги - йонні речовини, тому їхня дисоціація є повною. Катіони у різних лугів різні, спільною ознакою усіх лугів є наявність у їхніх розчинах гідроксид-аніонів.

Катіони Гідрогену та гідроксид-аніони у розчинах виявляють за допомогою індикаторів.

З концентрацією у розчині йонів Гідрогену та гідроксид-іонів пов'язаний показник рН. рН нейтрального середовища дорівнює семи. Якщо рН < 7 – середовище кисле. рН > 7 відповідає лужному середовищу. Для точного означення рН рідин використовують електронні прилади - рН-метри.
Солями (йдеться про середні солі) називають електроліти, які у водних розчинах дисоціюють на гідратовані катіони металічних елементів і аніони кислотних залишків. Солі – йонні речовини, тому їхня дисоціація є повною.

Процес дисоціації електролітів у водному розчині спрощено (без відображення гідратації йонів) описує рівняння електролітичної дисоціації.
У правильно складеному рівнянні електролітичної дисоціації сума зарядів усіх катіонів і аніонів дорівнює нулю. Аби зазначити, що електроліт у розчині дисоціює практично повністю, в рівняннях електролітичної асоціації замість знака « = » використовують знак «→».

Застосуйте свої знання й уміння

1. Установіть відповідність між класами неорганічних сполук і визначеннями.

2. Визначте кількість нітрат-іонів у рівнянні електролітичної дисоціації кальцій нітрату:

А1;БЗ;В6;Г9.

3. Визначте суму коефіцієнтів у правій частині рівняння електролітичної дисоціації калій ортофосфату:

А1;Б2;ВЗ;Г4.

4. У водному розчині засобу для прочищення засмічених каналізаційних труб «Кріт» фенолфталеїн набуває малинового забарвлення:

а) виберіть йони, які зумовлюють зміну кольору індикатора:

А Н⁺; Б Na⁺; В ОН^-; Г Сl^-.

б) *виберіть рН цього розчину:

А рН = 7; Б рН < 7; В рН > 7; Г рН < 0.

5. У водному розчині засобу «Туалетне каченя» універсальний індикаторний папір набуває червоного забарвлення:

а) виберіть йони, які зумовлюють зміну кольору індикатора:

А Н⁺; Б Са²⁺; В ОН^-; Г Сl^-.

б) *виберіть рН цього розчину:

А рН = 7; Б рН < 7; В рН > 7; Г рН < 0.

6. Із чотирьох атомів Гідрогену, які входять до складу молекули оцтової кислоти СН₃СООН, тільки один здатний у водному розчині відщеплятися у вигляді катіона Н⁺. Визначте основність оцтової кислоти.

7. Проаналізуйте йонний склад, зазначений на етикетках мінеральних вод. Складіть хімічні формули речовин, які зумовлюють його внаслідок електролітичної дисоціації.

8. У кристалізатор з водою пінцетом обережно помістили шматочок натрію розміром з горошину. Після закінчення хімічної реакції у добутий розчин занурили електроди приладу для вимірювання електропровідності, а) Опишіть перебіг реакції та запишіть її хімічне рівняння. Чи проводитиме розчин одного з її продуктів (якого саме?) електричний струм? Поясніть, чому, б) *Який рН добутого розчину? Як це можна довести експериментально?

9. Газуватий продукт реакції кристалічного натрій хлориду з концентрованою сульфатною кислотою розчинили у воді, а) Як називають цей розчин? Чи проводитиме він електричний струм? Поясніть, чому, б) *Який рН добутого розчину? Як це можна довести експериментально?

Скарбничка досвіду

Дослідіть на наявність йонів Гідрогену та гідроксид-іонів рідкі мийні засоби, столовий оцет, розчини питної соди, прального порошку, свіже молоко та кисломолочні продукти, косметичні лосьйони тощо. Для проведення домашнього досліду виготовте індикаторний папір із будь-якого пористого паперу побутового призначення та соку овочів, фруктів - бурякового, гранатового, червоного винограду тощо. Як індикатор можна використати розчин смородинового варення, відвар червонокачанної капусти або червоного буряка. Надзвичайно просто виготовити розчин індикатора з одноразового пакетика фруктового чаю (він містить подрібнені шматочки фруктів і пелюстки квіток).

Г. А. Лашевська, Геометрія, 9 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів

_{Онлайн бібліотека з підручниками і книгами з хімії, плани-конспекти уроків по всім предметам, завдання з хімії для 9 класу}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.