Билет № 5 1. Электролитическая диссоциация кислот, основа¬ний, солей. ПЛАН ОТВЕТА 1. Электролиты и неэлектролиты. 2. Причины электрической проводимости растворов и расплавов электролитов. 3. Электролитическая диссоциация кислот, щелочей и со¬лей. Все вещества по их поведению в растворах при¬нято условно делить на две группы: а) электроли¬ты и б) неэлектролиты. Электролитами называют сложные вещества, растворы и расплавы которых способны проводить электрический ток. Неэлектролиты, наоборот, элек¬трический ток не проводят. К электролитам относят большинство неоргани¬ческих кислот, щелочей и солей, например хлороводородная (соляная) кисло¬та НС1, хлорид натрия NaCl, гидроксид калия КОН. К неэлектролитам относят многие органические соединения, например спирты, углеводы (сахара), а также газообразные вещества и оксиды. В химии диссоциацией принято называть распад кристаллов и молекул на ионы, который приводит к электрической проводимости растворов. Следовательно, причиной электрической проводимости растворов и расплавов некоторых веществ является образование носителей электричества — свободных заряженных частиц, называемых ионами. (положительно заряженные ионы – катионы, отрицательно заряженные – анионы) Диссоциация происходит под действием молекул растворителя (чаще воды) или температуры. При этом химические связи между частицами в кристаллической решетке разрушаются. Типичными видами связи для электролитов яв¬ляются ионная или ковалентная полярная. Таким образом, под электролитической диссоциацией понимают процесс распада электролитов на ионы под действием молекул воды или при расплавлении. Рассмотрим электролитическую диссоциацию хлорида натрия (NaCl). При расплавлении энергия, подводимая к кристаллам, усиливает колебания ионов в узлах кристаллической решетки, в результате чего связи между ионами разрушаются и появляются свободные ионы. Аналогичный эффект достигается при растворении хлорида натрия в воде. Только роль разрушающего фактора выполняют молекулы воды, которые как бы растягивают кристалл на отдельные частицы. Но при этом ионы оказываются окруженными («гидратированными») молекулами воды. Уравнение диссоциации: NaCl ↔ Na+ + С1-. Диссоциация веществ с ковалентной полярной связью происходит несколько сложнее, например диссоциация хлороводорода в воде. Сначала проис¬ходит взаимодействие молекул воды с молекулами НС1, находящимися в узлах кристаллической решетки, и их отщепление от нее, а затем происходит «растягивание» полярной молекулы НС1 на гидратированные ионы Н+ и Сl-. Уравнение электролити-ческой диссоциации хлороводорода выглядит так: НС1↔ Н+ + С1-. В составе кислот, солей и оснований (щелочей) можно выделить части, определяющие их химиче¬ские свойства. У кислот это ионы водорода, у солей — ионы металлов и кислотных остатков, у щелочей — гидроксид ионы. а) Кислоты диссоциируют на катионы водорода (упрощенно) и анионы кислотных остатков: H2SО4 ↔ 2Н+ + SO42- HNО3 ↔ Н+ + NO3- На самом деле происходит ступенчатая диссоци¬ация кислоты: H2SО4 ↔ Н+ + HSО4- HS04-↔ H+ + SO42- H2SО4 ↔ 2Н+ + SO42- б) Соли диссоциируют на катионы металлов и анионы кислотных остатков: СаС12 ↔ Са2+ + 2Сl- A1(NO3)3 ↔ А13+ + 3NO3- в) Основания (щелочи) диссоциируют на катион металла и анион гидроксогруппы: КОН <=> К+ + ОН- Ва(ОН)2 <=> Ва2+ + 2OН- Ступенчатая диссоциация оснований: Са(ОН)2 <=> СаОН+ + ОН- СаОН+ <=> Са2+ + ОН- Са(ОН)2<=> Ca2+ + ОН-
2. Опыт. Получение и собирание кислорода. Доказа¬тельство наличия этого газа в сосуде. Для получения кислорода можно использовать реакцию разложения перманганата калия КМпO4 при нагревании: 2KMnO4 → К2МпO4 + Мп02 + O2↑ Собрать кислород можно двумя способами: вытес¬нением воды (а) и вытеснением воздуха (б). Несколько легче и удобнее собирать кислород способом вытеснения воздуха. При этом кислород, имеющий большую молярную массу, чем воздух (М(O2) = 32 г/моль; Мвозд = 29 г/моль), будет собираться на дне, тем самым вытесняя воздух из емкос¬ти (стакана, колбы). Доказать наличие кислорода можно, постепенно опуская в пробирку тлеющую лучинку, которая при контакте с кислородом вспыхнет (кислород поддер¬живает горение). Это связано с тем, что в воздухе кислорода ~ 21%, а в колбе— чистый кислород. Следовательно, соударения частиц происходят в 5 раз чаще и горение будет проходить интенсивней. Уравнение реакции происходящего процесса можно записать так: С + О2 = СО2
