Матеріал параграфа допоможе вам:
з'ясувати, що називають ступенем електролітичної дисоціації сполуки;
характеризувати електроліти за ступенем їх дисоціації.
Ступінь електролітичної дисоціації. Йонні речовини дисоціюють у водному розчині повністю, а молекулярні — частково. У другому випадку для кількісної характеристики цього процесу використовують величину, яку називають ступенем електролітичної дисоціації. (Для спрощення друге слово в назві терміна далі не вказуватимемо.)
Ступінь дисоціації — це відношення кількості молекул електроліту, які розпалися на йони, до кількості його молекул перед дисоціацією.
Ступінь дисоціації позначають грецькою літерою а (альфа). Цю фізичну величину виражають часткою від одиниці або у відсотках:
У наведених формулах ^(дис.) — кількість молекул електроліту, що розпалися на йони;
^(заг.) — кількість молекул електроліту до дисоціації.
Інтервали значень ступеня дисоціації:
У поданих вище формулах кількість молекул, які зазнали дисоціації, можна замінити на кількість катіонів або аніонів, що утворилися. Врахувавши, наприклад, що кожна молекула нітратної кислоти при дисоціації утворює один катіон Н+ і один аніон NO3
У вираз для ступеня дисоціації можна записати і кількості речовини електроліту — ту, яка продисоціювала (в чисельнику), і загальну, тобто до дисоціації (у знаменнику):
Обґрунтуйте цю формулу.
ЗАДАЧА. У розчині кислоти HA на кожну пару йонів H+ і A- припадає чотири молекули сполуки. Обчислити ступінь дисоціації кислоти.
Розв’язання
Пара йонів (Н+ і А) утворилася з однієї молекули кислоти:
Отже, до дисоціації було 4 + 1 = 5 молекул сполуки НА.
Обчислюємо ступінь дисоціації кислоти:
Слабкі та сильні електроліти. Якщо значення ступеня дисоціації дорівнює, наприклад, 0,01 чи 0,001 (1 % чи 0,1 %), то сполука незначною мірою розпадається на йони в розчині. Її називають слабким електролітом. Якщо ж значення а наближається до одиниці, або до 100 % (становить, наприклад, 90 % чи 99 %), то сполука майже повністю дисоціює. Це — сильний електроліт.
Вам відомо, що йонні речовини — луги і солі — містяться в розчинах лише у вигляді відповідних йонів. Для цих речовин а = 1 (100 %), і всі вони належать до сильних електролітів.
Щодо кислот (молекулярних речовин), то деякі з них розпадаються в розчинах на йони майже повністю, а деякі — незначною мірою. Перші називають сильними кислотами, другі — слабкими кислотами. Існують також кислоти середньої сили.
Наводимо приклади найважливіших кислот кожного типу; їх формули записано в порядку зменшення ступеня дисоціації сполук у розчинах (форзац ІІ):
У 8 класі ми назвали сильними кислотами ті, які активно реагують із багатьма речовинами. Тепер ви знаєте, що в розчинах таких кислот міститься найбільше катіонів Гідрогену. Отже, хімічна активність кислоти залежить від кількості йонів Н+ у її розчині.
У попередньому параграфі зазначалося, що багатоосновні кислоти дисоціюють у кілька стадій. Кожну стадію можна охарактеризувати відповідним ступенем дисоціації:
Кислота дисоціює за першою стадією повніше, ніж за другою: а! > а2. Це зумовлено двома причинами:
• йону Н+ легше відокремитися від електро-нейтральної частинки — молекули H2SO4 (перша стадія дисоціації), ніж від протилежно зарядженої — йона HSO4 (друга стадія);
• двозарядний йон SO4- міцніше сполучається з катіоном Н+ (це зменшує дисоціацію за другою стадією), ніж однозарядний йон HSO4.
ВИСНОВКИ
Ступінь дисоціації — це відношення кількості молекул електроліту, які розпалися на йони, до загальної (початкової) кількості його молекул. Ступінь дисоціації також виражають у відсотках.
Якщо електроліт розпадається на йони незначною мірою, його називають слабким, а якщо повністю або майже повністю — сильним. Серед кислот є електроліти обох типів, а луги і солі належать до сильних електролітів, оскільки складаються з йонів.
57. Що таке ступінь електролітичної дисоціації? На які групи поділяють електроліти залежно від значень цієї фізичної величини?
58. Серед наведених слів і словосполучень виберіть те, яке пропущено в реченні «Речовини, що складаються з йонів, виявляють властивості ... електролітів»:
а) сильних; в) як сильних, так і слабких.
б) слабких;
59. Серед наведених слів і словосполучень виберіть те, яким треба закінчити речення «Речовини, що виявляють у водних розчинах властивості сильних електролітів, складаються з ... »:
а) йонів; в) йонів, а іноді — з молекул;
б) молекул; г) молекул, а іноді — з йонів.
60. Запишіть різні математичні вирази для розрахунку ступеня дисоціації хлоридної кислоти.
61. Сильним чи слабким електролітом є кислота НА, якщо в її водному розчині:
а) із кожних 20 молекул НА не розпалися на йони 17 молекул;
б) на кожну молекулу НА припадає шість йонів?
62. Яких частинок у водному розчині сульфатної кислоти найбільше, а яких — найменше: молекул H2SO4, йонів SO2-, HSO4, H+? Відповідь поясніть.
63. Яка формула для розрахунку ступеня дисоціації сульфатної кислоти за другою стадією правильна і чому:
Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Попель, Крикля