Контрольная работа: Химические реакции и системы

Вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток, называются электролитами . Вещества, растворы или расплавы которых не проводят электрический ток, называются неэлектролитами .

Почему же электролиты проводят электрический ток?

В 1887 г. шведский ученый Сванте Аррениус сформулировал положения теории электролитической диссоциации. Основная идея этой теории заключается в том, что электролиты под действием растворителя самопроизвольно распадаются на ионы. Электропроводность электролитов обусловлена именно наличием в растворе свободных ионов, которые и являются носителями зарядов.

В дальнейшем теория электролитической диссоциации совершенствовалась. Современная теория водных растворов электролитов кроме теории С. Аррениуса включает в себя представления о гидратации ионов (И.А. Каблуков, В.А. Кистяковский), теорию сильных электролитов (П.Й. Дебай, Э.А. Хюккель, 1923 г.).

Основными положениями теории электролитической диссоциации являются следующие:

1. Электролиты в растворах под действием растворителя самопроизвольно распадаются на ионы. Такой процесс называется электролитической диссоциацией . Диссоциация также может происходить при плавлении твердых электролитов (термическая диссоциация электролитов).

2. Ионы отличаются от атомов составом и свойствами. В водных растворах ионы находятся в гидратированном состоянии. Свойства гидратированных ионов и ионов в газообразном состоянии вещества различны.

3. В растворах или расплавах электролитов ионы движутся хаотично. При пропускании через раствор или расплав электрического тока, ионы движутся направленно: катионы – к катоду, анионы – к аноду. Раствор или расплав электролита является проводником с ионной проводимостью – проводником II рода.

В свете теории электролитической диссоциации можно дать определения основаниям, кислотам и солям как электролитам.

Основания – это электролиты, в результате диссоциации которых в водных растворах образуется только один вид анионов – гидроксид-анионы ОНˉ.

КОН = К⁺ + ОНˉ Са(ОН)₂ = Са²⁺ + 2ОНˉ.

Кислоты – это электролиты, в результате диссоциации которых в водных растворах образуется только один вид катионов – катионы водорода Н⁺ (точнее – катионы гидроксония Н₃ О⁺ ).

Катион гидроксония образуется при взаимодействии Н⁺ с молекулой Н₂ О. в результате образуется еще одна ковалентная связь кислорода с водородом по донорно-акцепторному механизму:

Н⁺ + Н₂ О = Н₃ О⁺

Примеры диссоциации кислот:

HCl = H⁺ + Clˉ или HCl + H₂ O = H₃ O⁺ + Clˉ.

Многоосновные кислоты диссоциируют многоступенчато:

H₂ SO₄ + H₂ O = H₃ O⁺ + HSO₄ ˉ

HSO₄ ˉ + H₂ O-H₃ O⁺ + SO₄ ^2-

Соли – это электролиты, диссоциирующие в водном растворе на катионы металлов и анионы кислотного остатка.

Средние соли диссоциируют с образованием только катионов металла и анионов кислотного осадка, например:

Ba(NO₃ )₂ = Ba²⁺ + 2NO₃ ¯

Соли аммония вместо катиона металла содержат катион аммония.

Например:

NH₄ Cl = NH₄ + Cl¯

Основные соли диссоциируют с образованием катионов металла, анионов OH¯ и анионов кислотного осадка.

Кислые соли диссоциируют с образованием катионов металла, катионов водорода (гидроксония) и анионов кислотного осадка, например:

Ca(HCO₃ )₂ + 2H₂ O = Ca²⁺ + 3H₃ O⁺ + 2CO₃ ^2-

Двойные соли – соли, в результате диссоциации которых образуются катионы нескольких металлов (или аммония какого-либо металла) и анионы одного кислотного остатка. Например, сульфат калия – хрома (хромокалиевые квасцы):