Глава V электролитическая диссоциация

Вещества, растворы которых проводят электрический ток, называются электролитами. Электролитами являются кислоты, основания и соли. При растворении в воде электролиты в большей или меньшей степени распадаются на положительно и отрицательно заряженные частицы - ионы. Этот процесс называется электролитической диссоциацией, или ионизацией. Присутствием ионов в растворе и обусловливается электропроводность электролитов; чем больше ионов содержит раствор, тем лучше он проводит ток. Растворы, не содержащие ионов, тока не проводят.

РАБОТА №16

Электропроводность растворов

Учебник §83, 84 ,85

Для работы нужны: 1) прибор, изображенный на рис. 20; 2) два стакана; 3) 1-2 г сахарного песка; 4) около 1-2 мл винного спирта; 5) поваренная соль.

Порядок выполнения работы

1. Собрать прибор, как показано на рис. 20.

2. Вставить вилку в штепсель и погрузить электроды в дистиллированную воду, налитую в стакан. Цепь не замыкается, лампочка не загорается.

3. Всыпать в стакан с водой немного сахара. Замыкания цепи не происходит.

4. Вылить из стакана раствор сахара, ополоснуть стакан и электроды, налить в стакан дистиллированной воды и прибавить к ней винного спирта. Происходит ли замыкание тока?

5. Вылив из стакана раствор спирта, снова влить в стакан дистиллированной воды и бросить в нее кристаллики соли – лампочка слегка накаливается.

Добавить к раствору еще соли – лампочка начинает ярко светить, что указывает на увеличение электропроводности.

6. Испытать таким же путем, как и в предыдущих опытах, электропроводность растворов серной кислоты и едкого натра, прибавляя к дистиллированной воде небольшие количества имеющихся в лаборатории растворов указанных веществ.

При переходе от одного исследуемого раствора к другому тщательно промывать стакан и электроды водой.

7. Налить в чистый стакан водопроводной воды и, опустив в него электроды, включить ток. Лампочка заметно накаливается.

Чем можно объяснить электропроводность водопроводной воды?

8. Сделать вывод об электропроводности исследованных жидкостей, занеся его в следующую табличку:

Название жидкости	Электропроводность
1. 2. 3.

Степень электролитической диссоциации

Учебник §89,90

Степенью диссоциации электролита называется отношение числа диссоциированных молекул к общему числу молекул растворенного электролита. Например, если из каждых 100 молекул, которые были растворены в воде, 78 распались на ионы, то степень диссоциации

= 0,78,

равна или 78%. Таким образом, степень диссоциации показывает, какая часть молекул растворенного вещества распалась на ионы.

При разбавлении раствора водой степень диссоциации увеличивается, достигая 100% при достаточно сильном разбавлении.

Степень диссоциации может быть определена различными методами. Один из них, называемый криоскопическим, основан на измерении понижения температуры замерзания раствора электролита. Так как в растворе электролита вследствие диссоциации общее число отдельных самостоятельных частиц больше, чем в растворе неэлектролита, содержащем столько же молей растворенного вещества, то и понижение температуры замерзания раствора электролита всегда оказывается более значительным, чем вычисленное теоретически для того же раствора по закону Рауля (т.е. в предположении, что никакой диссоциации не происходит). Число , получающееся от деления фактически наблюдаемой величины понижения температуры замерзания ( ) на теоретически вычисленную (Δtтеор), называется изотоническим коэффициентом раствора (i) и показывает, ко сколько раз фактическое понижение температуры замерзания больше теоретического.

I= .

Между изотоническим коэффициентом i, степенью диссоциации (а) и числом ионов (n), на которые распадается молекула электролита, существует зависимость, выражаемая формулой:

а= .

Из формулы видно, что для определения степени диссоциации электролита нужно только найти значение коэффициента i для данного раствора.

Пример расчета степени диссоциации.

Раствор, содержащий 8 г NaOH в 1000 г воды, замерзает при -0,677 . Вычислить степень диссоциации NaOH в растворе.

Находим теоретическую величину понижения температуры замерзания раствора по формуле.

Δt_зам= .

Так как молекулярный вес NaOH равняется 40, m=8 и E=1,86, то

Δt_зам= =0,372⁰.

Наблюдаемое в действительности понижение точки замерзания (Δt_фак) равно 0,677⁰, откуда

I= =1,82.

Подставляя значение i в формулу для определения степени диссоциации и принимая во внимание, что NaOH диссоциирует на 2 иона, получаем:

I= =0.82, или 82%.

В зависимости от величины степени диссоциации, электролиты принято делить на сильные и слабые.

Сильными обычно считают электролиты, степень диссоциации которых в 0,1 н. растворах не меньше 30%. К ним принадлежит большинство солей, щелочи (кроме NH₄OH) и некоторые кислоты: HCl, HNO₃, H₂SO₄ и др.

Согласно современным воззрениям сильные электролиты в водных растворах диссоциированы полностью (a = 100%). Однако определяемая опытным путем степень их диссоциации, вследствие электростатического взаимодействия между ионами, всегда получается меньше 100% и называется поэтому кажущейся.

РАБОТА № 17