Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые электролиты
Тема кодификатора ОГЭ: Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые электролиты. Уравнения диссоциации.
1. Электролитическая диссоциация
Многие химические реакции протекают в растворах. При растворении в воде некоторые вещества распадаются на заряженные частицы — ионы. Этот процесс называется электролитической диссоциацией.
- Катионы — положительно заряженные ионы (например, H⁺, Na⁺, Ca²⁺).
- Анионы — отрицательно заряженные ионы (например, Cl⁻, SO₄²⁻, OH⁻).
2. Электролиты и неэлектролиты
В зависимости от способности распадаться на ионы и проводить электрический ток все вещества делятся на две группы:
| Электролиты | Неэлектролиты |
|---|---|
| Вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток. | Вещества, растворы или расплавы которых не проводят электрический ток. |
| Имеют ионный или сильнополярный ковалентный тип связи. | Имеют неполярный или слабополярный ковалентный тип связи. |
|
Примеры: - Кислоты (HCl, H₂SO₄) - Основания и щёлочи (NaOH, Ba(OH)₂) - Соли (NaCl, K₂CO₃) |
Примеры: - Простые вещества (O₂, N₂, S) - Оксиды (CO₂, CuO) - Большинство органических веществ (сахар, спирт, метан) |
3. Сильные и слабые электролиты
Электролиты распадаются на ионы по-разному: некоторые практически полностью, другие — лишь частично. Степень диссоциации показывает долю молекул, распавшихся на ионы.
| Сильные электролиты | Слабые электролиты |
|---|---|
| Диссоциируют в водных растворах практически полностью (необратимо). | Диссоциируют лишь частично (процесс обратим, устанавливается равновесие). |
|
1. Сильные кислоты: HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄, HClO₃. 2. Щёлочи (растворимые основания): LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂. 3. Почти все растворимые соли: NaCl, KNO₃, Na₂SO₄ и т.д. |
1. Слабые кислоты: H₂S, H₂SO₃, HNO₂, HF, H₂CO₃, H₂SiO₃, органические кислоты (CH₃COOH). 2. Нерастворимые основания: Cu(OH)₂, Fe(OH)₃, Al(OH)₃, а также гидрат аммиака (NH₃·H₂O). 3. Вода (очень слабый электролит). |
Обратите внимание: растворимость вещества не всегда означает, что оно сильный электролит. Например, аммиак (NH₃) отлично растворяется в воде, но раствор аммиака (NH₃·H₂O) — слабый электролит.
4. Диссоциация классов веществ
Диссоциация кислот
Кислоты диссоциируют на катионы водорода H⁺ и анионы кислотного остатка.
Диссоциация сильных кислот протекает в одну стадию:
HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻
Диссоциация многоосновных слабых кислот протекает ступенчато:
H₂S ⇄ H⁺ + HS⁻(первая ступень)HS⁻ ⇄ H⁺ + S²⁻(вторая ступень)
Диссоциация оснований
Основания диссоциируют на катионы металла и гидроксид-анионы OH⁻.
Сильные основания (щёлочи) диссоциируют полностью:
Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2OH⁻
Диссоциация солей
Средние соли диссоциируют на катионы металла (или аммония NH₄⁺) и анионы кислотного остатка. Растворимые соли диссоциируют полностью в одну стадию:
Al₂(SO₄)₃ → 2Al³⁺ + 3SO₄²⁻ (всего образуется 5 моль ионов из 1 моль соли)
Na₂CO₃ → 2Na⁺ + CO₃²⁻ (всего образуется 3 моль ионов из 1 моль соли)
5. Разбор типовых заданий
Рассмотрим, как эти знания применяются в заданиях формата ОГЭ.
Пример 1: Подсчет числа ионов
Выберите два вещества, при полной диссоциации 1 моль которых образуется 3 моль ионов.
- нитрат натрия
- нитрат бария
- фосфат калия
- хлорид алюминия
- карбонат калия
Разбор:
Напишем уравнения диссоциации для каждого вещества:
1. Нитрат натрия (NaNO₃): NaNO₃ → Na⁺ + NO₃⁻ (1 + 1 = 2 моль ионов)
2. Нитрат бария (Ba(NO₃)₂): Ba(NO₃)₂ → Ba²⁺ + 2NO₃⁻ (1 + 2 = 3 моль ионов). Подходит.
3. Фосфат калия (K₃PO₄): K₃PO₄ → 3K⁺ + PO₄³⁻ (3 + 1 = 4 моль ионов)
4. Хлорид алюминия (AlCl₃): AlCl₃ → Al³⁺ + 3Cl⁻ (1 + 3 = 4 моль ионов)
5. Карбонат калия (K₂CO₃): K₂CO₃ → 2K⁺ + CO₃²⁻ (2 + 1 = 3 моль ионов). Подходит.
Ответ: 2, 5.
Пример 2: Сильные и слабые электролиты
Из предложенного перечня выберите два вещества, которые относятся к сильным электролитам.
- сероводородная кислота
- гидроксид бария
- угольная кислота
- хлорид натрия
- гидроксид меди(II)
Разбор:
1. Сероводородная кислота (H₂S) — слабая кислота, слабый электролит.
2. Гидроксид бария (Ba(OH)₂) — щелочь (растворимое основание), сильный электролит. Подходит.
3. Угольная кислота (H₂CO₃) — слабая кислота, слабый электролит.
4. Хлорид натрия (NaCl) — растворимая соль, сильный электролит. Подходит.
5. Гидроксид меди(II) (Cu(OH)₂) — нерастворимое основание, слабый электролит.
Ответ: 2, 4.