Электролитическая диссоциация

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема: Электролитическая диссоциация

Введение

Данный урок химии изучается в 4 четверти 8 класса по УМК О.С.Габриеляна (2 часа в неделю) в главе «Растворение. Растворы. Свойства растворов электролитов». Тип урока по ведущей дидактической цели является изучение нового материала. Во время урока учащиеся закрепляют знания о видах химической связи; знакомятся с сущностью и механизмом электролитической диссоциации, с новыми понятиями электролит, неэлектролит и ион гидроксония.

Изучение нового материала происходит с помощью демонстрационных опытов, рисунков и анализа схем, а так же использования электронной презентации программы Microsoft Power Point. При изучении нового материала используются межпредметные связи с физикой (электрический ток) и внутрикурсовые с химией (периодический закон и система химических элементов; строение вещества; виды химической связи; типы кристаллических решеток; состав и характерные свойства солей, кислот, оснований и оксидов)

В учебном занятии сочетается фронтальная и индивидуальная работы.

Результатом работы является: интенсификация работы учителя и учащихся на уроке; учащиеся закрепляют представления о видах химической связи, усваивают понятия электролит и неэлектролит, изучают сущность и механизм электролитической диссоциации

Цель урока: ознакомление учащихся с новыми понятиями: электролит, неэлектролит, электролитическая диссоциация, гидратированный ион.

Задачи: электролит диссоциация ионный водный

Образовательные задачи:

Обеспечить усвоение учащимися новых понятий: электролит, неэлектролит, электролитическая диссоциация, гидратированный ион.

Развивающие задачи:

Развитие умения вести наблюдения опытов, анализировать схемы и рисунки, вести конспектирование.

Создать теоретическую базу для дальнейшего изучения химии.

Тема углубляет и расширяет знания о свойствах веществ на ионном уровне

Воспитательные задачи:

сформировать у учащихся научное мировоззрение по вопросам строения и свойствам веществ, диссациирующих на разноименно заряженные ионы.

Тема углубляет и расширяет знания о свойствах веществ на ионном уровне

Метод урока: Изучение нового материала с помощью демонстрационных опытов, анализа схем и рисунков, а так же использования электронной презентации программы Microsoft Power Point.

Оборудование

План урока

Понятие об электролитах, неэлектролитах и электролитической диссоциации.

Строение молекулы воды. Механизм диссоциации электролитов в водных растворах.

Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты.

Вывод и закрепление.

Ход урока:

Организационный момент.

Сегодня мы с вами начинаем изучать новую тему: «Электролитическая диссоциация». Целью урока будет раскрытие сущности нового для вас понятия - электролитическая диссоциация. Давайте для начала вспомним из курса физики, что такое электрический ток?

Электрический ток- это направленное движение свободных электрически заряженных частиц, под воздействием электрического поля.

А какие частицы являются переносчиками тока в металлах и полупроводниках? (металлы являются проводниками 1-го рода)

Переносчиками тока в металлах и полупроводниках являются электроны.

Увязка.

И так мы с Вами вспомнили, что электрический ток - это направленное движение свободных электрически заряженных частиц (не только электронов), под воздействием электрического поля. В металлах и полупроводниках в качестве таких частиц выступают электроны. Но проводить электрический ток могут не только металлы и полупроводники, но и растворы кислот, оснований и солей. Что бы определить электропроводность веществ необходим прибор, измеряющий электропроводность.

Рис.1.Прибор для демонстрации электропроводности растворов

Прибор состоит из стеклянного стакана емкостью 200 мл, куда помещают исследуемое вещество, в который погружают два электрода(катод и анод), закрепленные в пластмассовой или деревянной крышке, и электрической лампочки (индикатор тока) последовательно включенной электрическую цепь. Если вещество проводит электрический ток, то лампочка загорается.

Для исследования возьмем следующие вещества:HCI; КOH; NaCI; NaOH_(кр.); NaCI_(кр.); Сахар; Спирт; Дистилл. Вода. Результаты запишем в таб.1, но предварительно вспомним еще вид химической связи этих веществ и к какому классу соединений они относятся.

Проверим электропроводность воды. Наливаем дистилл.воду в стаканчик и отпускаем электроды. Лампочка не загорает, электропроводности нет.

С NaCI_(кр.) электропроводности нет.

А теперь добавим воду в NaCI_(кр.) проверим электропроводность уже раствора NaCI . Лампочка загорается, электропроводность есть. Как Вы думаете, почему раствор натрия хлорида проводит электрический ток? На этот вопрос мы дадим ответ чуть позже , а сейчас проверим электропроводность оставшихся веществ. И так далее…….

На основе этих опытов мы можем сделать следующий вывод: все вещества делятся на проводящие электрический ток - электролиты и не проводящие - неэлектролиты.

Какие вещества проводят электрический ток? (растворы солей, оснований и кислот проводят электрический ток)

К какому типу химической связи они относятся? (ионной, ковалентной сильнополярной)

А какие вещества не проводят электрический ток? (кристаллические вещества, оксиды, газы)

К какому типу химической связи они относятся? (ковалентной неполярной и слабополярной)

Давайте дадим полное определение электролитам и неэлектролитам.

Электролиты эта вещества с ионной и ковалентной сильнополярной связями (кислоты, основания и почти все соли) проводящие электрический ток в растворах или расплавах. (электролиты являются электролитами 2-го рода)

Неэлектролиты эта вещества с ковалентной неполярной и слабополярной связями (многие органические вещества, простые вещества) не проводящие электрический ток.

Механизм диссоциации

Как Вы думаете, что является переносчиками электрического тока в растворах? (заряженные частицы)

Какие заряженные частицы могут быть в растворах? Например у веществ с ионной связью NaCI. (свободные ионы натрия и хлора)

Шведский ученый Сванте Аррениус, изучая электропроводность растворов, пришёл к выводу, что причиной электропроводности является наличие в растворе ионов (заряженные частицы), которые образуются при растворении электролита в воде.

Обратите внимание : кристаллический NaCI не проводит электрический ток, так как в кристаллах ионы не свободны, а находятся в узлах кристаллической решетки.

Что же происходит с кристаллам, когда мы растворяем его в воде?

Распад электролитов на ионы при растворении его в воде или расплавлении называют электролитической диссоциацией.

Диссоциация электролитов происходит в воде и не происходит в других растворителях, например, в керосине. Как это объяснить? В молекуле воды связи между атомами водорода и атомами кислорода ковалентные полярные. Электронные пары, связывающие атомы смещены от атома водорода к атому кислорода. Поэтому на атоме кислорода сосредоточен отрицательный заряд , а на атомах водорода - положительный.

Для рассмотрения механизма диссоциации электролитов нужно учитывать не только полярность в молекуле воды связей между атомами водорода и кислорода, но и полярность самой молекулы воды. Полярную молекулу воды - диполь - можно изображать в виде эллипса с указанием зарядов на полюсах «+» и «-»

При погружении кристалла соли в воду молекулы воды притягиваются к ионам, находящимся на поверхности кристалла: к положительным ионам своими отрицательными полюсами (атомы кислорода), а к отрицательным ионам - положительными полюсами (атомы водорода). Происходит реакция соединения ионов с молекулами воды - гидратация ионов, которая является основной причиной диссоциации электролита. Этот процесс называется ориентацией.

NaCI + n H₂O = Na^{+ .} n H₂O + CI^{- .} n H₂O

Na^{+ .} n H₂O и CI^{- .} n H₂O

Гидратированные ионы

NaCI= Na⁺ + CI^-

В упрощённом виде

Что же происходит дальше?

Между ионами воды и диполями происходит взаимодействие, и этот процесс называется гидратация.

Притянувшись к ионам растворяемой соли молекулы воды во много раз ослабляют притяжение ионов друг к другу. Связи между положительными и отрицательными ионами в кристаллической решетке разрываются. Происходит разъединение гидратированных ионов (ионы окруженные водной оболочкой) т.е. диссоциация.

Процесс диссоциации упрощенно можно записать:

NaCI= Na⁺ + CI^-

Молекулы воды, притянувшиеся к ионам при растворении кристалла, остаются связанными с ними и в растворе. Поэтому ионы, содержащиеся в растворе, по составу и свойствам не те ионы, которые содержались в кристаллической решетке.

Аналогично диссоциируют и электролиты, в молекулах которых ковалентная сильнополярная связь. Сначала происходит ориентация молекул воды вокруг полюсов молекулы электролита - процесс гидратации, в результате чего ковалентная сильнополярная связь превращается в ионную -процесс ионизация, затем происходит разрыв молекул электролита на гидратированные ионы - процесс диссоциации.

HCI+H₂O=H₃O⁺+CI^-

Как Вы думаете, все ли молекулы электролита распадаются на ионы? (нет)

В растворе не все молекулы электролита распадаются на ионы. Поэтому растворы характеризуются степенью диссоциации и обозначается буквой б. (альфа)

Степень диссоциации - это отношение числа частиц, распавшихся на ионы (N_д), к общему числу растворенных частиц (N_P):

б=N_д/N_P

Степень диссоциации электролита определяется опытным путем и выражается в долях или процентах. Если б=0, то диссоциация отсутствует, а если б=1, или 100%, то электролит полностью распадается на ионы. Если б= 30% , то это означает, что из 100 молекул данного электролита 30 распалось на ионы. В зависимости от степени диссоциации различают электролиты сильные, слабые и средние. Электролиты со степенью диссоциации больше 30% обычно называют сильными, со степенью диссоциации от 3 до 30% -- средними, менее 3% -- слабыми электролитами. Классификация приведена в таб.2.

Таб.2. Классификация электролитов в зависимости от степени электролитической диссоциации.

Степень диссоциации зависит от природы электролита и растворителя, от концентрации электролита, температуры.

1. Зависимость степени диссоциации от природы: чем полярнее химическая связь в молекуле электролита и растворителя, тем сильнее выражен процесс диссоциации электролита на ионы и тем выше значение степени диссоциации.

2. Зависимость степени диссоциации от концентрации электролита: с уменьшением концентрации электролита, т.е. при разбавлении его водой, степень диссоциации всегда увеличивается.

3. Зависимость степени диссоциации от температуры: степень диссоциации возрастает при повышении температуры (повышение температуры приводит к увеличению кинетической энергии растворённых частиц, что способствует распаду молекул на ионы).

Диссоциация сильных электролитов протекает необратимо, то есть до конца и б=1, или 100%. Например :

HCl = H⁺ + Cl-,

NaOH = Na⁺ + OH-,

NaCl = Na⁺ + Cl-.

Диссоциация слабых электролитов обратима и степень диссоциации всегда меньше единицы и больше нуля 0 < б < 1. кроме того слабые электролиты диссоциируют ступенчато. Например:

Cu(OH)₂ « [CuOH]⁺ + OH^- (первая ступень)

[CuOH]⁺ « Cu²⁺ + OH^- (вторая ступень)

H₂CO₃ « H⁺ + HCO^- (первая ступень)

HCO₃^- « H⁺ + CO₃^2- (вторая ступень)

Вывод и закрепление. Какие вещества называются электролитами? Приведите примеры. Почему эти вещества проводят электрический ток.

Какие вещества называются неэлектролитами? Приведите примеры.

Что понимают под электролитической диссоциацией?

Что показывает степень диссоциации?

Как классифицируют электролиты по степени диссоциации?

Задания: А) Из перечисленных веществ выпишите те, которые являются электролитами: глицерин, вода, H₂ SO ₄ ,этиловый спирт, KNO₃

Ca CO₃ .Объясните почему вы так считаете?

Б) Напишите уравнения диссоциации веществ: AL ₂(SO)_4, K₂CO_3, Fe CL₃

Размещено на Allbest.ru