АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Растворы электролитов и ионные равновесия Учебно-практическое пособие
Астрахань
2016
УДК
ББК
Р98
Растворы электролитов и ионные равновесия: Учебно-методическое пособие. Ю.И. Рябухин / – Астрахань: Астрахан. гос. техн. ун-т, 2016.
Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по биологическим направлениям и специальностям. Может служить учебным пособием и для лиц, самостоятельно изучающих основы химии.
Подготовлено на базе учебника вузов В.Н. Слесарёв "Химия: Основы химии живого".
Табл. 8, ил. 3, библиогр.: __ назв., приложение
Рецензент: канд. техн. наук, доцент Шавель И.И.
Печатается по решению кафедры "Общая, неорганическая и аналитическая химия" (протокол № ___ от июня 2016 г.)
© Рябухин, 2016
1. Электролитическая диссоциация
В зависимости от поведения при плавлении и при растворении химические соединения разделяют на электролиты и неэлектролиты. Молекулы неэлектролитов содержат неполярные или малополярные ковалентные связи, поэтому не подвергаются электролитической диссоциации при плавлении и растворении, и их расплавы и растворы не содержат ионов. Неэлектролитами являются, например, сера, сахар, бензол.
Электролитами называются вещества, расплавы и растворы которых содержат подвижные ионы и проводят электрический ток.
Гипотеза о распаде некоторых веществ на ионы была впервые высказана в 1887 г. С. Аррениусом, который рассматривал раствор электролита как механическую смесь из ионов и молекул растворителя.
Положения теории электролитической диссоциации
1. При растворении в воде или расплавлении электролиты (соли, кислоты, основания) обратимо распадаются (диссоциируют) на положительно и отрицательно заряженные ионы:
КА ⇄ К+ + а–
2. Под действием постоянного электрического тока к катоду (–) двигаются положительно заряженные ионы (катионы), а к аноду (+) – отрицательно заряженные ионы (анионы).
СВАНТЕ АВГУСТ АРРЕНИУС (1859-1927) – шведский химик, первый директор Нобелевского физико-химического института в Стокгольме (со дня его основания в 1905 г. и до конца своей жизни), член комиссии по присуждению Нобелевских премий. Лауреат Нобелевской премии 1902 г. "За чрезвычайные заслуги в развитии химии и создании теории электролитической диссоциации". Однако на первых порах его теория не встретила одобрения и понимания у коллег. Мысль о том, что в растворе хлорида натрия "натрий и хлор отделены друг от друга" считалась многими бессмыслицей. Как это ни парадоксально, но даже такой революционер научной мысли, как Д. И. Менделеев, был ярым противником теории электролитической диссоциации. Диссертационная работа Аррениуса "О диссоциации растворённых в воде веществ", представленная им к защите в 1884 г., получила оценку "не без похвалы" , что по сегодняшним меркам означает "удовлетворительно". Более всего |
|
Аррениус известен своим уравнением, определяющим температурную зависимость константы скорости химической реакции. Весёлый и добродушный великан Сванте Аррениус, настоящий "сын шведской сельской местности", всегда был душой общества, располагал к себе коллег и просто знакомых. Он был дважды женат; его двух сыновей звали Олаф и Свен. Аррениус получил широкую известность не только как физикохимик, но и автор множества учебников, научно-популярных статей и книг по геофизике, астрономии, биологии и медицине. |
|
3. Электролитическая диссоциация – процесс обратимый (обратная реакция называется ассоциацией).
4. Степень электролитической диссоциации (α) зависит от природы электролита и растворителя, температуры и концентрации раствора. Она показывает отношение числа молекул, распавшихся на ионы (n) к общему числу молекул, введённых в раствор (N):
α = n/N.
Д.И. Менделеев предложил гидратную теорию, согласно которой молекулы вещества при растворении взаимодействуют с молекулами растворителя, образуя непрочные ассоциаты – сольваты, если растворителем является вода – гидраты. Это положение было распространено и на ионы в работах И.А. Каблукова – основоположника современной физико-химической теории растворов электролитов.
Для электролитов характерно наличие ионной связи (NaCl, Na2SO4, КОН) или сильнополярной ковалентной связи (НС1, HNO3, H2SО4). Наличие ионов в растворах электролитов объясняется процессом электролитической диссоциации.
Электролитическая диссоциация – процесс распада вещества на ионы, происходящий вследствие электростатического взаимодействия его с полярными молекулами растворителя.
|
КАБЛУКОВ ИВАН АЛЕКСЕЕВИЧ (1857-1942). Родился в селе Пруссы Московской губернии. Российский физикохимик, почётный член Академии наук, заслуженный деятель науки, заслуженный профессор Московского университета. В 1880 г. окончил Московский университет, где изучал химию у В.В. Марковникова. В 1881 г. в Петербургском университете под руководством А. М. Бутлерова выполнил исследование "Новый способ получения оксиметилена".С 1885г. - приват-доцент Московского университета. В 1889 г. работал в Лейпциге под руководством В. Оствальда. В 1891 г. защитил докторскую диссертацию «Современные теории растворов в связи с учениями о химическом равновесии». В 1899 г. Каблуков избран профессором химии Московского сельскохозяйственного института, а в 1903 г. - Московского университета. |
Одновременно он был консультантом института по удобрениям и инсектофунгицидам и института прикладной минералогии. Выполнил основополагающие работы в области электрохимии неводных растворов. Одновременно с В. А. Кистяковским, но независимо от него ввёл в науку представление о сольватации ионов, послужившее основой для объединения химических и физических теорий растворов. Он впервые показал (1887), что теплоты образования молекул изомерных органических соединений неодинаковы. В 1904–1907 гг. применил термический анализ к исследованию взаимных систем из расплавленных солей. Разработал метод получения брома из рапы Сакского озера в Крыму. Ему принадлежит ряд работ по истории химии. Каблуков активно участвовал в работе ученых Русского физико-химического общества. |
|
|
|
