2.3 Основные теоретические понятия учебного модуля

Электролитической диссоциацией называют процесс превращения электролита (вещества, способного проводить электрический ток в растворе) в ионы при прохождении электрического тока через раствор. Этот процесс широко применяется в различных отраслях, например, для очистки воды от загрязнений, производства металлов и электролитического окрашивания поверхностей, а также в медицине и фармакологии для получения лекарственных препаратов.

Диссоциация обуславливает ионную проводимость растворов электролитов. Чем больше молекул вещества распадается на ионы, тем лучше оно проводит электрический ток и является более сильным электролитом.

В общем виде процесс электролитической диссоциации можно представить так:

KA ⇄ K⁺ (катион) + A^- (анион)

NaCl ⇄ Na⁺ + Cl^-



Рис. 1. Диссоциация

Сила кислоты определяется способностью отщеплять протон. Чем больше протонов может отщепить кислота, тем сильнее она будет взаимодействовать с другими веществами. Кроме того, сильные кислоты могут вызывать ожоги и коррозию материалов, поэтому их использование требует особой осторожности. Слабые кислоты, напротив, имеют менее выраженную способность отщеплять протоны и обычно менее опасны для окружающей среды и человека.

Некоторые вещества диссоциируют на ионы не в одну стадию (как NaCl), а ступенчато. Такие вещества называются полипротическими кислотами или основаниями. Например, серная кислота (H₂SO₄) может отщеплять два протона, образуя сначала ион HSO₄^-, а затем ион SO₄^2-. Каждый последующий шаг диссоциации происходит с меньшей энергией, поэтому для полной диссоциации полипротических кислот требуется больше энергии, чем для одноступенчатых.

Посмотрите на ступенчатую диссоциацию ортофосфорной кислоты:

Рис. 2. Ступени диссоциации ортофосфорной кислоты

Важно заметить, что концентрация ионов на разных ступенях разная. На первой ступени, когда молекулы еще не расщепились, концентрация ионов равна нулю. На второй ступени, когда молекулы начинают расщепляться, концентрация ионов увеличивается, но все еще меньше, чем на последующих ступенях. На последующих ступенях, когда большое количество молекул уже расщепилось на ионы, концентрация ионов достигает своего максимума. Поэтому в растворе ортофосфорной кислоты концентрация дигидрофосфат-анионов будет больше, чем фосфат-анионов.

---

Для серной кислоты диссоциация будет выглядеть так:

Рис. 3. Ступени диссоциации серной кислоты

Для средних солей диссоциация чаще всего происходит в одну ступень:

Na₃PO₄ ⇄ 3Na⁺ + PO₄^3-

Из одной молекулы ортофосфата натрия образовалось 4 иона.

K₂SO₄ ⇄ 2K⁺ + SO₄^2-

Из одной молекулы сульфата калия образовалось 3 иона.
2.4 Лабораторные и практические работы учебного модуля
Наглядность и эксперимент - это неотъемлемые средства обучения при изучении хи­мии в школе. Это методы, которые могут помочь понять концепцию полипротических кислот и оснований. Например, эксперименты с измерением pH растворов полипротических кислот могут показать, как изменяется кислотность при каждом шаге диссоциации. Также можно проводить эксперименты с титрованием, чтобы определить количество протонов, которые могут быть отщеплены от кислоты или приняты основанием. Наглядность может быть достигнута через использование моделей молекул, которые показывают, как происходит диссоциация и какие ионы образуются на каждом шаге.

Для проведения эксперимента по теме необходим прибор для определения электропроводимости веществ (ПЭВ). К сожалению, приборы заводского изготовления небезопасны в эксплуатации из-за возможности поражения человека электрическим током. Поэтому лучше изготовить самодельные приборы по следующим схемам.

1. 
   Прибор для измерения электропроводности веществ работает таким образом, что перед использованием необходимо убедиться в правильной регулировке шкалы. Для этого нажимается кнопка и устанавливается стрелка на нуль. Затем электроды помещаются в исследуемый раствор, и стрелка начинает отклоняться. Значение от нуля до пяти на шкале указывает на сильный электролит, например, металлы или раствор NaCl. Значение от шести до восьми указывает на слабый электролит, а значение от десяти до двадцати - на неэлектролит.
   
2. 
   
   

Рис. 4. Прибор 1 для регистрации электропроводности веществ

с помощью измерительной шкалы.

1 - измерительный прибор (гальванометр); 2 - источник питания постоянного тока (батарейка типа Panasonic); 3 - резистор; 4 - кнопка-выключатель; 5 – электроды.

---

2. Более простым прибором для регистрации электропроводности веществ является прибор с чувствительным светодиодом.

Он имеет следующую схему:



Прибор II.

1 – чувствительный светодиод; 2 – источник питания (батарейка); 3 – электроды.

Данный прибор предназначен для измерения электропроводности веществ и требует правильной регулировки шкалы перед использованием. После установки стрелки на ноль, электроды помещаются в исследуемый раствор, где стрелка начинает отклоняться. Таким образом, данный прибор позволяет разделить вещества на проводящие и непроводящие электрический ток. Однако, он не способен определять степень силы электролитов.

3. При отсутствии светодиода можно воспользоваться в качестве индикатора электрической проводимости лампочкой на 6-12 вольт (прибор III). Лучший эффект наглядности могут дать приборы, позволяющие одновременно определять электропроводность нескольких веществ (растворов) – приборы IV и V.

1 – штеккер (вилка) для подключения прибора к источнику электрического тока; 2 – электроды; 3 – электролампочка.

Рис. 4. Прибор III.

Опыт 1. Определение электропроводности твердых веществ. С помощью прибора для определения электропроводности в твердых веществах (ПЭВ) проведем эксперимент, чтобы установить, проводят ли электрический ток неметаллы (сера, графит и др.), металлы (железо, алюминий и др.), сложные вещества (пластмассы, древесина, стекло, сахар, поваренная соль и др.).

Опыт 2. Определение электропроводности воды и растворов. С помощью прибора для определения электропроводности в твердых веществах (ПЭВ) проведем эксперимент, чтобы установить, проводят ли электрический ток различные водные и не водные растворы (дистиллированная вода, водный раствор сахара, водный раствор иодида калия, водный раствор ацетона, ацетон, раствор иодида калия в ацетоне, ледяная уксусная кислота, водный раствор уксусной кислоты).

Опыт 3. Определение электропроводности расплава. В фарфоровую чашку насыпьте сухой нитрат калия массой 20-30 г, установите на кольцо лабораторного штатива и нагрейте до плавления соли (334 ºС). Проверьте электропроводность расплава

---

, не дожидаясь разложения соли при дальнейшем ее нагревании. Вместо нитрата калия для данного опыта можно взять другие легкоплавкие вещества: NaOH (температура плавления 326 ºС); NaNO₃ (307 ºС); удобно воспользоваться некоторыми кристаллогидратами, которые при нагревании плавятся в кристаллизационной воде при весьма низких температурах: Na₂SO₃S×5H2O (56 ºС); Na₂SO₄×10H₂O (33 ºС); различные квасцы и др.

Опыт 4. Зависимость электропроводности (степени диссоциации) от природы электролитов. Для опыта удобно воспользоваться ПЭВ для одновременного определения электропроводности нескольких веществ. Налейте в стаканчики растворы H₂SO₄, H₃PO₄, Na₂SO₄, NaOH одинаковой концентрации, проверьте их электропроводность, о которой можно судить (относительно) по яркости свечения лампочки. Однако, лучший результат в обучении достигается при подключении к установке электроизмерительного прибора. Опишите результаты наблюдений и обсудите результаты эксперимента.

Обсуждая результаты эксперимента, мы можем сделать вывод, что электропроводность (степень диссоциации) электролитов зависит от их природы. Более сильно диссоциированные электролиты проявляют более высокую электропроводность, чем менее диссоциированные. Это можно объяснить тем, что при диссоциации электролита образуются ионы, которые могут свободно перемещаться в растворе и обеспечивать электропроводность.
2.5 Тренажеры по темам учебного модуля
Изучив тему по электронному учебнику ответьте на следующие вопросы самоконтроля:

1. 
   Соли какого типа подвергаются гидролизу?
   
2. 
   Соли какого типа не подвергаются гидролизу?
   
3. 
   Что такое гидролиз?
   
4. 
   Приведите примеры солей, которые подвергаются реакции гидролиза.
   

А) Модульная карточка

	А	Б	В	Г	Д
1	Н2CO3	H2SO4	Ca(OН)Cl	AlCl3	NaOH
2	Ca(OH)2	CaSO4	Mg(OН)2	Н2SO3	Al(ОН)3
3	Cr2O3	Ва(ОН)Cl	НNО3	Fe(OН)Cl2	MgCl2
4	Н2S	Ca(HSO4)2	КCl	Cu(OH)2	НCl
5	ZnCl2	KOH	BaSO4	Н3PO4	CaCO3

---

1. 
   Напишите уравнения гидролиза солей под кодом 5В, 5Д, 5А в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах. Какова будет реакция среды?
   
2. 
   Напишите уравнения гидролиза солей под кодом 4Б, 3Д, 4Г в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах. Какова будет реакция среды?
   

Б) Какие из перечисленных солей будут подвергаться гидролизу:

а) KBr

б) Na₂S

в) KNO₃

г) Cu(NO₃)₂?

Ответ поясните.

В) Укажите, какие из перечисленных ниже солей подвергаются гидролизу:

а) BaCl₂;

б) CuCl₂;

в) KF;

г) KI;

д) KHSO₃.

Напишите уравнения реакций гидролиза в сокращенной ионной, ионной и молекулярной формах.

Г) Имеются уравнения реакций гидролиза в сокращенной ионной форме:

1)

2)

3)

Интеллектуальная разминка. Активизация мыслительной деятельности учащихся.

1) Brain ring. Без раздумий устно сказать, как будут диссоциировать вещества, указанные на доске.

Первая команда: серная кислота, гидрофосфат натрия, хлорид кальция.

Вторая команда: азотная кислота, годроксохлорид железа (2), нитрат натрия.

2) дайте общие определения с точки зрения ТЭД приведенным ниже группам веществ.

I команда

А) HCl, HNO₃, H₂CO₃, H₃PO₄.

II команда

B) NaCl, Ca(OH)Cl, NaHSO₄.

3) С какими понятиями или явлениями по теме у вас ассоциируются следующие слова и словосочетания?

I команда: а) соленная вода; б) электропроводимость.

II команда: а) причины; б) достаток.

3. Обобщающее повторение.

Повторение проводится по в форме прохождения маршрута. На работу в парах отводится 4 мин, а каждой команде – по 3 мин.


2.6 Тесты по темам учебного модуля
Пройдите тест для закрепления знаний

Тест по теме: «Электролитическая диссоциация».

Уважаемые учащиеся, выберите один правильный ответ на вопрос.

Оценивание работы:

18-20 правильных ответов – оценка «5»

15-17 правильных ответов – оценка «4»

11-14 правильных ответов – оценка «3»

Менее 11 правильных ответов – оценка «2»

Вопросы и ответы:

1.Что такое электролиты?

А) Вещества, растворы которых проводят электрический ток.

Б) Вещества, которые распадаются на ионы.

В) Вещества, которые не проводят электрический ток.

---

Смотрите также файлы

• Дисциплина 1 (1 шеттіліністилистикасы Стилистика 1 иностранного языка).docx

• Обьявление d подъезд Определите тип сложного предложения Его запачканные перчатки казались нарочно сшитыми по его маленькой аристократической руке, и когда он снял одну перчатку,.docx

• 1 билет История развития Отечественной педиатрии. Роль Отечественный педиатров в развитии педиатрии Хотовицкий, Раухфус, Гундобин, Филатов, Сперанский, Тур, Маслов, Домбровский..docx

• Повышение качества математического образования в условиях сельской малочисленной основной школы Аннотация.docx

• .docx