2.1. Теория электролитической диссоциации — ЗФТШ, МФТИ
Известно, что существуют две основные причины прохождения электрического тока через проводники: либо за счёт движения электронов в электрическом поле, либо за счет движения ионов. Электрическая проводимость присуща, прежде всего, металлам. Ионная проводимость присуща многим химическим соединения, обладающим ионным строением, например, солям в твёрдом или расплавленном состояниях, а также многим водным и неводным растворам. В связи с этим все вещества принято условно делить на две категории:
а) вещества, растворы которых обладают ионной проводимостью, называются электролитами;
б) вещества, растворы которых не обладают ионной проводимостью, называются неэлектролитами.
К электролитам относится большинство неорганических кислот, оснований и солей. К неэлектролитам относятся многие органические соединения, например, спирты, углеводы.
Оказалось, что, кроме хорошей электропроводности, растворы электролитов обладают более низкими значениями давлениями пара растворителя и температуры плавления и более высокими температурами кипения по сравнению с соответствующими значениями для чистого растворителя или для раствора неэлектролита в этом же растворителе.
Для объяснения этих свойств, шведский ученый С. Аррениус в 1887 г. предложил теорию электролитической диссоциации.
Сущность теории электролитической диссоциации С. Аррениуса
1. Электролиты при растворении в воде распадаются (диссоциируют) на ионы: положительные (катионы) и отрицательные (анионы).
2. Под действием электрического тока положительно заряженные ионы движутся к отрицательному полюсу источника тока — катоду, и поэтому называются катионами, а отрицательно заряженные ионы движутся к положительному полюсу источника тока — аноду, и поэтому называются анионами.
3. Электролитическая диссоциация — процесс обратимый для слабых электролитов, т. е. вместе с распадом молекул на ионы (диссоциация) идет процесс соединения ионов в молекулы (ассоциация).
Электролиты подразделяются в зависимости от степени диссоциации на сильные и слабые.
С точки зрения теории электролитической диссоциации, кислотой называется соединение, образующее при диссоциации в водном растворе только ионы `»H»^+`:
`»HNO»_3 → «H»^+ + «NO»_3^-`
Если кислота является двухосновной, то диссоциация кислоты происходит ступенчато.
-` и других боле сложных частиц. В результате концентрация ионов водорода в водном растворе фтороводородной кислоты оказывается сильно пониженной.
Сила однотипных кислородных кислот изменяется в противоположном направлении, например, йодная кислота `»HIO»_4` слабее хлорной кислоты `»HClO»_4`. Если элемент образует несколько кислородных кислот, то наибольшей силой обладает кислота, в которой кислотообразующий элемент имеет самую высокую валентность.
Так, в ряду кислот `»HClO»-«HClO»_2-«HClO»_3-«HClO»_4` хлорная кислота наиболее сильная.
Схематически процесс распада (диссоциации) соляной кислоты на ионы можно представить следующим образом. Чтобы вещество в воде было электролитом, его молекула должна быть полярной.
Полярная молекула вещества окружена полярными молекулами воды, которые разрывают молекулу на две противоположные частицы – ионы.
Диссоциация многокислотного гидроксида происходит ступенчато, например:
$$ \mathrm{Ba}(\mathrm{OH}{)}_{2} \to {\mathrm{BaOH}}^{+} + {\mathrm{OH}}^{-}$$,
$$ {\mathrm{BaOH}}^{+}\rightleftarrows {\mathrm{Ba}}^{2+}+ {\mathrm{OH}}^{-}$$.
-` ведёт себя как слабый электролит.
Причиной диссоциации электролита в водных растворах является его гидратация, т. е. взаимодействие электролита с молекулами воды и разрыв химической связи в нем. В результате такого взаимодействия образуются гидратированные, т. е. связанные с молекулами воды, ионы.
Диссоциации проходит благодаря тому, что при гидратации ионов выделяется больше энергии, чем требуется на разрыв связи в молекуле. Примерно также происходит растворение ионного кристалла в воде и образование ионов. У кристаллов энергия гидратации ионов выше энергии кристаллической решётки.
Следует учитывать, что в растворах электролитов хаотически движущиеся гидратированные ионы могут столкнуться и вновь объединиться между собой. Этот обратный процесс называется ассоциацией. При некоторой постоянной температуре в данной системе устанавливается химическое равновесие, при котором скорость диссоциации станет равной скорости ассоциации.
{-}$$.
К слабым электролитам относят некоторые соли, например хлорид цинка `»ZnCl»_2`, тиоцианат железа `»Fe»(«NCS»)_3`, цианид ртути `»Hg»(«CN»)_2`, которые также диссоциируют по ступеням.
Разделение электролитов на сильные, средние и слабые зависит от доли продиссоциированных молекул или степени диссоциации `alpha`, которая показывает отношение числа молекул, распавшихся на ионы `(N_»д»)`, к общему числу введённых в раствор молекул `(N_»р»)`:
`alpha=(N_»д»)/(N_»р»)*100%`
Электролиты со степенью диссоциации `30%` и более называют сильными, со степенью диссоциации `3`-`30%` называют средними (средней силы), со степенью диссоциации менее `3%` — слабыми.
Степень диссоциации не является строгим показателем силы электролита, т. к. она зависит от концентрации раствора, природы растворителя, присутствия в растворе другие электролитов.
При понижении концентрации степень диссоциации может повышаться, и в очень разбавленных растворах слабый электролит может находиться в состоянии почти полной диссоциации, в то же время в концентрированном растворе сильный электролит может вести себя как слабый и даже как неэлектролит.
(23)`.
404 Cтраница не найдена
Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта МГТУ и большего удобства его использования. Более подробную информацию об использовании файлов cookies можно найти здесь. Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были проинформированы об использовании файлов cookies сайтом ФГБОУ ВО «МГТУ» и согласны с нашими правилами обработки персональных данных.
Размер:
AAAИзображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайтаК сожалению запрашиваемая страница не найдена.
Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже
|
|
Педагогический (научно-педагогический) состав7.
5: Решающие уравнения: неэлектролиты — Химия LibreTexts- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 222254
- Дайте определение неэлектролита.
A неэлектролит – это растворенное вещество, которое не диссоциирует или не разделяется на ионы в процессе растворения. Следовательно, растворы, которые образуются в результате сольватации неэлектролитов, не содержат ионов и вместо этого состоят исключительно из нейтральных молекул. Поскольку электрический ток может протекать только между ионами, полученные однородные смеси не проводят электричество, как показано на первом изображении на рисунке \(\PageIndex{1}\).
Диссоциативное поведение, которое демонстрирует неэлектролит , представлено в схеме уравнения решения, которая показана ниже. Хотя химическое изменение не происходит при образовании раствора, стрелка «реакции» «\(\стрелка вправо\)», которую также можно назвать знаком выхода, используется в уравнении решения, чтобы указать, что сольватация и, следовательно, произошло физическое изменение. Поскольку уравнение решения — это символическое представление физического изменения, химические формулы, а не химические названия, веществ, которые трансформируются и создаются, включены в схему, показанную ниже. Поскольку уравнение раствора представляет электролитное поведение растворяемого химического вещества, химическая формула растворенного вещества записана слева от стрелки «реакция». Раствор также содержит растворитель, который не претерпевает физических изменений в процессе растворения и, следовательно, не проявляет никаких свойств электролита.
В результате формула растворителя должна , а не слева от стрелки «реакция». Вместо этого химическая формула растворителя написана над стрелкой «реакция», чтобы указать на присутствие этого вещества в полученном растворе. Поскольку неэлектролит не диссоциирует или разделяется при растворении, химическая формула растворенного вещества не изменяется в процессе сольватации и, следовательно, написана справа от стрелки «реакции» в уравнении решения, которое разрабатывается.
Как указано в Разделе 7.2, растворы могут быть приготовлены с использованием растворителей и растворенных веществ, которые существуют в твердом, жидком или газообразном состояниях вещества. Если для растворения растворенного вещества используется вода, вещества, присутствующие в полученном растворе, по определению классифицируются как водные. В то время как эти состояния вещества могут быть включены в уравнение решения, используя сокращения «\(\left( s \right)\),» «\(\left( l \right)\),» «\(\left(g \right)\)» и «\(\left( aq \right)\)» соответственно, информация, которую передают эти символы, не имеет решающего значения для понимания электролитного поведения растворенного вещества и, следовательно, состояний материи часто опускают из уравнений решения.
Наконец, большинство уравнений решения требуют включения одного или нескольких уравновешивающих коэффициентов, чтобы указать, что закон сохранения материи, который требует, чтобы частицы не могли быть созданы или уничтожены во время физического или химического изменения, поддерживается в процессе сольватации. . Напомним, что коэффициент — это целочисленное значение, задающее величину, в которой соответствующая частица участвует в происходящем превращении, и что значения «1» обычно понимаются в химии неявно и, следовательно, при балансировке не записываются уравнение. Как указано выше, растворитель не претерпевает физических изменений в процессе растворения и, следовательно, не проявляет никаких свойств электролита. Поэтому, поскольку коэффициенты связаны только с химическими веществами меняется на , химическая формула растворителя не учитывается при балансировке уравнения решения. Кроме того, поскольку неэлектролит не диссоциирует и не разделяется при растворении, химическая формула растворенного вещества не изменяется в процессе сольватации.
Следовательно, нет необходимости включать коэффициенты в разрабатываемое уравнение решения, поскольку Закон сохранения материи по своей сути соблюдается во время сольватации неэлектролита.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или Страница
- Показать страницу TOC
- № на стр.
- Теги
Неэлектролит – определение, примеры и примеры решения
Неэлектролит – это тип вещества, которое не ионизируется ни в расплавленном состоянии, ни в растворе.
Эти вещества не имеют отчетливого ионизированного состояния. Из-за их плохого свойства диссоциации они часто являются плохими проводниками электричества. Более того, некоторые из этих неэлектролитов часто обладают изолирующим эффектом, когда речь идет о проводимости электрического тока. По сути, неэлектролит — это вещество, которое не распадается на ионы при перемешивании с раствором. Вещества с характеристиками, противоположными неэлектролитам, являются электролитами. Электролит легко диссоциирует при попадании в водный раствор. Следовательно, эти вещества также являются хорошими проводниками электричества. В этой статье мы сосредоточимся на химии неэлектролитов.
Примеры неэлектролитов
Неэлектролиты – это химические соединения, которые не ионизируются, даже когда мы растворяем их в растворе. Поэтому растворы, содержащие растворенное вещество, не являющееся электролитом, обычно недостаточно проводят электричество. Некоторые неэлектролиты не проводят ток.
Эти соединения обычно связаны ковалентными связями, а не ионными взаимодействиями.
Давайте обсудим два примера неэлектролитов. Очень распространенным неэлектролитом был бы сахар. Если говорить конкретно, то глюкоза, являющаяся разновидностью сахара, является хорошим примером неэлектролита. Глюкоза имеет химическую формулу C6h22O6. Глюкоза легко растворяется в воде, но не расщепляется на ионы при растворении. Поэтому мы говорим, что глюкоза является примером неэлектролита. Это явление также является причиной того, что растворы, содержащие сахар, не проводят электричество. Соль, с другой стороны, является блестящим электролитом.
Другим распространенным примером неэлектролита является органическое соединение, известное как этанол или этиловый спирт. Как и большинство органических соединений, этанол ковалентен и поэтому не ионизируется.
Отличие электролитов от неэлектролитов
При изучении электрохимии и при изучении свойств химии неэлектролитов важно уметь различать электролиты и неэлектролиты.
Два набора веществ имеют разную природу, они вступают в разные реакции и вообще имеют разное образование. На этом отрезке будем отделять неэлектролит от электролита с помощью двух точек.
Соединения, которые ведут себя как электролиты, всегда являются ионными. Их образование связано с объединением ионов. Электролиты удерживаются вместе ионными связями. Когда мы растворяем такое вещество в водном растворе или любом полярном растворителе, мы видим диссоциацию ионных связей. При диссоциации мы получаем пары катионов и анионов, которые затем помогают переносить электричество. Все ионные соли действуют как очень сильные электролиты.
В случае неэлектролитов образование соединений обычно включает образование ковалентной связи. Ковалентные связи неполярны, что означает отсутствие разделения зарядов. Благодаря неполярному свойству этих соединений неэлектролиты не диссоциируют на положительную и отрицательную части при перемешивании с растворителем.
По этой причине неэлектролиты не проводят электричество.
По этой причине неэлектролиты не проводят электричество.Решенные примеры
Q1. Что вы называете веществом, которое не диссоциирует в водном растворе или полярном растворителе и растворяется с образованием непроводящего раствора?
электролит
раствор
неэлектролит
проводник
9 0014Нафталин
Бензол
Хлороформ
Ацетон
Ответ: Вещество, которое не диссоциирует в водном растворе или полярном растворителе и растворяется с образованием непроводящего раствора, называется неэлектролит.
Q2. Что такое нелетучий неэлектролит?
Ответ: Нелетучим неэлектролитом называется молекула, содержащая ковалентные связи, которая не образует:
при добавлении в растворитель.
Эти соединения или молекулы имеют особую особенность, которая помогает в количественном анализе этих веществ. Особое свойство этих веществ состоит в том, что их коллигативные концентрации совпадают со значением их молярной концентрации, что значительно облегчает расчеты с экспериментальными данными.
Q3. Называем ли мы хлорид натрия электролитом или неэлектролитом?
Ответ: Хлорид натрия является врожденным ионным соединением. Структура соединения такова, что оно очень легко ионизируется в любом полярном растворителе. Образование самого хлорида натрия происходит при соединении двух ионов, а именно катиона натрия и аниона хлорида. При помещении в растворитель, такой как вода, соединение разделяется на ионы Na+ и Cl-. Следовательно, хлорид натрия является не неэлектролитом, а очень сильным электролитом.
Основные примеры неэлектролитов
В химии есть некоторые широко известные неэлектролиты. Давайте разберемся с несколькими примерами ниже.
Нафталиновые шарики, широко известные как нафталиновые шарики, относятся к категории неэлектролитов. Химический состав нафталиновых шариков С10Н8, поэтому он содержит 10 атомов углерода и 8 атомов водорода, как два бензольных кольца, сплавленных друг в друга, химическая структура нафталина не позволяет ему ионизироваться в воде, так как он неполярен в воде. природа. Следовательно, это неэлектролит. При комнатной температуре нафталин переходит из твердого состояния в парообразное. Таким образом, никто не находит никаких следов от него с течением времени.
Бензол представляет собой углеводородное соединение с химической формулой C6H6. Это циклический углеводородный химикат, который также неполярен по своей природе. Хотя мы можем не сталкиваться с бензолом напрямую в нашей повседневной жизни, он все же содержится в различных продуктах, которые мы используем.
Бензол используется в производстве пластмасс, смол, смазочных материалов, резины, красителей и моющих средств. Поскольку бензол неполярен, он не растворяется в полярных растворителях, таких как вода. Таким образом, ионизация не наблюдается, что делает его неэлектролитом.
Хлороформ также известен как трихлорметан с химической формулой CHCl 3 . Это бесцветная жидкость с резким запахом. Электрический заряд в трихлорметане распределен неравномерно, поэтому он действует как неполярное соединение. Хотя он диссоциирует в полярном растворителе, он диссоциирует в виде молекул, а не ионов. Таким образом, он считается неэлектролитом.
Ацетон обычно называют пропаноном. Химическая формула этого соединения: (Ch4)2CO. Ацетон — легколетучая жидкость с характерным запахом, бесцветная.
Leave A Comment