Параграф 4 Химия 9 класс Габриелян | Конспект

Электролитическая диссоциация

Электролитами называют вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток. К ним относятся соли, кислоты и основания. Неэлектролиты (например, сахароза, спирт, глюкоза) не проводят электрический ток, так как не распадаются на ионы. Электропроводность электролитов объясняется распадом вещества на положительные и отрицательные ионы при растворении или плавлении. Эти ионы свободно перемещаются, что и обеспечивает проводимость.

Для изучения электропроводности используют приборы, измеряющие ток в растворе. Пример: лампочка загорается в растворе соли, но не горит в растворе сахара. Электролиты широко применяются в химии, физике и технике, например, в электрохимических процессах.

Причина электропроводности растворов электролитов

Причина электропроводности была впервые объяснена шведским химиком Сванте Аррениусом. Он предположил, что при растворении в воде молекулы электролитов распадаются (диссоциируют) на ионы. Например:

Ионы обеспечивают электропроводность раствора, так как они заряжены и способны переносить электрический ток.

Эта гипотеза получила развитие благодаря работам русских учёных, включая Дмитрия Менделеева, Ивана Каблукова и Владимира Кистяковского. Они подтвердили, что:

1. Ионы в растворах не свободны, а окружены молекулами воды (гидратированы), что делает их стабильными.

2. Электролиты распадаются на ионы за счёт взаимодействия с молекулами воды.

Механизм электролитической диссоциации ионных соединений

При растворении ионных соединений, например, соли NaCl, полярные молекулы воды притягивают противоположно заряженные ионы из кристаллической решётки. Это приводит к разрушению кристалла и образованию отдельных ионов. Процесс можно представить уравнением:

Вокруг каждого иона образуется оболочка из молекул воды (гидратация). Это стабилизирует ионы и препятствует их повторному соединению.

Пример: растворение соли NaCl:

1. Ионы Na⁺ и Cl⁻ − притягиваются к молекулам воды.

2. Кристаллическая решётка разрушается, и ионы становятся свободными.

Механизм диссоциации электролитов молекулярного строения

Электролиты, имеющие ковалентные полярные связи (например, HCl), также могут диссоциировать. При растворении в воде:

1. Полярная молекула HCl взаимодействует с молекулами воды.

2. Связь между атомами водорода и хлора разрывается.

3. Образуются ионы:

4. Ион H⁺ соединяется с молекулой воды, образуя гидроксониевый ион H₃​O⁺.

Степень электролитической диссоциации

Степень диссоциации (α) показывает, какая часть растворённого вещества распалась на ионы. Формула:

где n_d​ — количество диссоциированных молекул, а n_p​ — общее количество растворённых молекул.

Электролиты делятся на:

1. Сильные электролиты (α=1):

   • Полностью распадаются на ионы.

   • Примеры: HCl, HNO₃, NaOH, K₂SO₄.

   • Уравнение: NaOH→Na⁺+OH⁻.

2. Слабые электролиты (α<1):

   • Диссоциируют лишь частично.

   • Примеры: CH₃COOH (уксусная кислота), NH₃⋅H₂O.

   • Уравнение:

Степень диссоциации зависит от природы вещества, концентрации раствора и температуры. Например, уксусная кислота при разбавлении практически не распадается на ионы, что обусловливает её слабую электропроводность.