Ступінь електролітичної дисоціації. Сильні й слабкі електроліти. Поняття про pH розчину

 
 

§ 11. Ступінь електролітичної дисоціації. Сильні й слабкі електроліти. Поняття про pH розчину

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

  • з'ясувати суть кількісного показника електролітичної дисоціації, ознайомитися з класифікацією речовин за ступенем їхньої електролітичної дисоціації;
  • дізнатися про чинники, що впливають на ступінь електролітичної дисоціації речовин;
  • сформувати уявлення про водневий показник рН;
  • розрізняти рН лужного, кислого та нейтрального середовищ;
  • оцінити важливість рН розчинів для визначення якості харчової, косметичної продукції тощо;
  • розрізняти електроліти за ступенем електролітичної дисоціації.

СТУПІНЬ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНОЇ ДИСОЦІАЦІЇ. Кількісним показником електролітичної дисоціації речовин є ступінь електролітичної дисоціації α (альфа). Його виражають у частках від одиниці або у відсотках. Ступінь електролітичної дисоціації показує, який відсоток формульних одиниць розчиненої речовини перейшов у розчин.

Наприклад, ступінь дисоціації 0,7, або 70 %, означає, що 70 % розчиненої речовини перебуває в розчині в дисоційованому на йони стані, а 30 % залишилися недисоційованими.

КЛАСИФІКАЦІЯ ЕЛЕКТРОЛІТІВ ЗА СТУПЕНЕМ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНОЇ ДИСОЦІАЦІЇ. За величиною ступеня дисоціації електроліти поділяють на три групи — сильні, слабкі та середньої сили.

Сильними вважаються електроліти, ступінь дисоціації яких становить 30 і більше відсотків (α ≥ 30 %).

Їх прикладом є більшість розчинних солей, луги, нітратна, сульфатна, хлоридна кислоти та інші речовини. Характерно, що навіть у концентрованих розчинах вони перебувають у дисоційованому стані. Тому наявність недисоційованих молекул у розчинах сильних електролітів припускають лише умовно, і в рівняннях їхньої електролітичної дисоціації частіше трапляється запис «=», ніж «⇄».

До електролітів середньої сили належать речовини зі значенням електролітичної дисоціації 3 % ≤ α < 30 %.

Тобто електроліти середньої сили неповністю дисоціюють на йони. Їх прикладом є ортофосфатна, сульфітна, фторидна кислоти.

Слабкі електроліти під час розчинення у воді лише частково дисоціюють на йони. Їхній ступінь електролітичної дисоціації менший від 3 % (α ≤ 3 %).

Слабкі електроліти є серед неорганічних та органічних кислот, наприклад, карбонатна Н2СО3, сульфідна H2S, етанова C2H4O2. Слабкі електроліти трапляються й серед лугів. Це амоній гідроксид NH4OH, який ви будете вивчати у старшій школі.

Сильні та середньої сили електроліти в таблиці розчинності позначено літерою «Р», слабкі електроліти — літерою «М» (виняток становить вапняна вода — кальцій гідроксид).

ЧИННИКИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА СТУПІНЬ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНОЇ ДИСОЦІАЦІЇ РЕЧОВИН. Ступінь електролітичної дисоціації речовин залежить від різних чинників. Насамперед — від природи електроліту. Так, речовини йонної будови (солі, луги), що добре розчиняються у воді, майже всі є сильними електролітами. На електролітичну дисоціацію вплив мають також розчинники. Наприклад, сульфатна кислота при розчиненні у воді дисоціює повністю, а при розчиненні в етанолі (медичному спирті) — ні.

На ступінь дисоціації слабких електролітів помітно впливає концентрація, тобто їхній вміст в одиниці об'єму розчину. З розбавленням розчину концентрація зменшується, а ступінь електролітичної дисоціації, навпаки, збільшується. Пояснюється це тим, що в розбавленому розчині відстань між йонами більша, ніж у концентрованому. Відтак ймовірність зіткнення та асоціації різнойменних йонів зменшується й дисоціація зростає. Переконує в цьому такий дослід з перевірки електропровідності етанової (оцтової) кислоти. У концентрованому розчині цієї речовини лампа приладу для визначення електропровідності розчинів лише жевріє. Якщо ж у розчин доливати воду, то з кожним доливанням води лампа світитиме яскравіше, що є доказом збільшення вмісту в розчині йонів, які проводять електричний струм.

Зі збільшенням температури ступінь дисоціації слабких електролітів здебільшого зростає, тому що посилюється тепловий рух йонів, а це сприяє дисоціації.

ДИСОЦІАЦІЯ ВОДИ Й ВОДНЕВИЙ ПОКАЗНИК. Вода належить до дуже слабких електролітів. Кількість молекул, що дисоціюють на йони, мізерна. Рівняння дисоціації води спрощено (без запису утвореного катіона гідроксонію Н3О+) має такий вигляд:

Н2О ⇄ Н+ + ОН-.

У чистій воді катіони Гідрогену й гідроксид-аніони перебувають у рівновазі й концентрація кожного з них дорівнює 1 · 10-7 моль/л. Відтак вода має нейтральне середовище. Будь-який індикатор кислого чи лужного середовища колір у ній не змінює.

Якщо ж до води долити кислоту, то цим самим буде порушено рівновагу катіонів Гідрогену Н+ й гідроксид аніонів ОН-. Катіонів Гідрогену стає більше, ніж гідроксид аніонів, тому утворюється кисле середовище. Індикатори лакмус чи метиловий оранжевий у такому розчині набудуть червоного кольору.

При доливанні до чистої води розчину лугу (або при розчиненні в ній лугу) збільшується концентрація гідроксид-аніонів. Середовище стає лужним, що легко виявити за допомогою індикатора фенолфталеїну.

До водних розчинів, у яких порушено рівновагу катіонів Гідрогену Н+ й аніонів ОН-, застосовують поняття «кислотність розчину» (навіть коли реакція розчину лужна). У кислих розчинах катіонів Гідрогену більше, ніж 1 · 10-7 моль/л, у лужних — менше, а в нейтральних — порівну. Користуватися зазначеними абсолютними числами, що позначають концентрацію йонів, на які дисоціює вода, незручно. Тому в 1909 р. в науку введено поняття водневого показника та його позначення рН (читається «пе-аш»), і прийнято рішення замінити концентрацію йонів цілим числом із протилежним знаком. Так, однакова концентрація катіонів Гідрогену й гідроксид-аніонів у чистій воді 10-7 моль/л відповідає водневому показнику 7: pH = 7.

Показник рН розчинів може набувати значень від 1 до 14. Для нейтральних розчинів він дорівнює 7, для кислих — менший від 7, а для лужних — більший за 7.

Водневий показник (рН) — це числовий показник ступеня концентрації катіонів Гідрогену у воді, взятий із протилежним знаком і виражений цілим числом. Його значення перебуває в межах від 1 до 14.

Водневий показник є важливою характеристикою кислотності продукції харчової промисловості, косметичних засобів, ґрунту тощо. Її визначають спеціальними приладами — рН-метрами (мал. 18). Приблизно кислотність розчинів можна визначити за допомогою універсального індикатора (мал. 19). Проведіть дослідження кислотності речовин і продуктів харчування, виконавши лабораторний дослід 1 (продовження) в рубриці «Хімія — це життя: сторінка природодослідника».

Мал. 18. pH-метри: а — для молока; б — для сиру; в — для м'яса

Мал. 19. Забарвлення індикаторів у рідинах з різним значенням pH

Хімія — це життя: сторінка природодослідника

Лабораторний дослід 2

Встановлення приблизного значення рН води, лужних і кислих розчинів (натрій гідроксиду, хлоридної кислоти) за допомогою універсального індикатора

Для його проведення вам знадобляться: зразки речовин, індикаторний папір, пробірки й штатив для них.

Не забувайте про правила безпечної роботи в хімічному кабінеті й дотримуйтеся їх!

Завдання 1. Проведіть вимірювання рН води, розчину натрій гідроксиду, хлоридної кислоти за допомогою індикаторного паперу та з'ясуйте, яке середовище кожного з досліджуваних зразків.

Завдання 2. Запишіть назви досліджених зразків у послідовності збільшення кислотності розчинів.

Лабораторний дослід 3

Встановлення приблизного значення рН води, харчової та косметичної продукції за допомогою універсального індикатора

Для його проведення вам знадобляться: зразки харчової та косметичної продукції, індикаторний папір, пробірки й штатив для них.

Завдання 1. Проведіть дослідження з визначення рН продуктів харчування та косметичної продукції. Порівняйте одержані забарвлення смужок індикаторного паперу та виготовте оригінальну шкалу водневих показників, на якій замість числових значень розташуйте назви чи зображення досліджених об'єктів.

РОЛЬ ВОДНЕВОГО ПОКАЗНИКА В ЖИВІЙ ПРИРОДІ. Певну концентрацію катіонів Гідрогену мають кров, клітинний сік, молоко, сеча, жовч, шлунковий сік. Постійність рН біологічних рідин і тканин є важливою характеристикою внутрішнього середовища організму. Зокрема, рН крові людини перебуває в межах 7,35-7,45. Відхилення від цих меж свідчить про проблеми зі здоров'ям. Залежно від величини показника рН біологічні процеси протікають з різною швидкістю й у різних напрямках.

Споживання різних харчових продуктів, напоїв по-різному впливає на кислотність біологічних рідин організму людини. За цим впливом продукти харчування умовно можна поділити на дві групи: ті, вживання яких підвищує кислотність організму людини, і ті, вживання яких її знижує. Ось чому важливо, щоб харчування було збалансованим.

Стисло про основне

• Ступінь електролітичної дисоціації (α) — кількісний показник електролітичної дисоціації, обчислений як відношення числа формульних одиниць розчиненої речовини, що дисоціювали на йони, до їх загального числа до дисоціації. Значення цього показника перебуває в інтервалі 0 ≤ α ≥ 1 або 0 ≤ α ≥ 100 %.

• За ступенем електролітичної дисоціації електроліти поділяють на сильні, слабкі та середньої сили.

• Прикладами сильних електролітів є добре розчинні у воді солі, нітратна, хлоридна та сульфатна кислоти, натрій гідроксид, калій гідроксид, барій гідроксид.

• Ступінь дисоціації багатьох слабких електролітів можна збільшити, зменшивши його концентрацію в розчині або підвищивши температуру.

• Розчини з водневим показником, меншим від 7, мають кислу реакцію, більшим за 7 — лужну. Для нейтральних розчинів рН = 7.

Знаємо, розуміємо

1. Дайте визначення сильних і слабких електролітів.

2. Розташуйте речовини за зростанням сили електролітів.

  • А сульфатна кислота
  • Б вода
  • В ортофосфатна кислота
  • Г сульфідна кислота

3. З якою метою введено водневий показник? Що він показує?

4. Користуючись малюнком 19, наведіть приклади рідин з рН < 7. Кислим чи лужним є їхнє середовище?

5. Кислим, лужним чи нейтральним є середовище розчину з водневим показником: а) 4; б) 12; в) 7?

Застосовуємо

  • 50. рН шлункового соку приблизно дорівнює 1,85, а сльозової рідини — 7,7. Прокоментуйте, яким є середовище кожної із цих біологічних рідин.
  • 51*. Скориставшись Інтернетом та іншими джерелами інформації, складіть списки продуктів харчування, що: а) підвищують кислотність організму людини; б) знижують кислотність організму людини.

Працюємо з медійними джерелами

Оберіть одну з тем навчальних проектів для індивідуального чи групового виконання.

• Дослідження рН ґрунтів певної місцевості.

• Дослідження впливу кислотності й лужності ґрунтів на розвиток рослин.

• Дослідження рН атмосферних опадів та їхнього впливу на різні матеріали в довкіллі.

Зверніть увагу на те, що проекти мають різну тривалість виконання, тому, обираючи тему, зважуйте ваші реальні можливості.

Одержані результати оформіть у вигляді презентації, зробіть повідомлення в класі про хід і результати виконання проекту.

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Хімії за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.