Электролиты и электролитическая диссоциация

Хорошо известно, что одни вещества в растворенном или расплавленном состоянии проводят электрический ток, другие в тех же условиях ток не проводят. По электрической проводимости растворов или расплавов все вещества делят на электролиты и неэлектролиты.

Электролиты

Электролитами называют вещества, которые в расплавах или в растворах при взаимодействии с растворителем распадаются на ионы (диссоциируют).

Ионы

– это заряженные частицы, образованные из одного или нескольких атомов. Положительно заряженные ионы называют катионами, отрицательно заряженные – анионами.

Важным понятием теории электролитической диссоциации является понятие о степени диссоциации.

Электролитическая диссоциация

– это процесс распада электролита на ионы при растворении в воде или расплавлении.

Степень диссоциации α

– это отношение числа молекул, распавшихся на ионы (n), к общему числу растворенных молекул (N).

α = n/N

Степень диссоциации α может изменяться от 0 (диссоциации нет) до 1 (полная диссоциация). Степень диссоциации часто выражают в процентах.

Электролиты со степенью диссоциации больше 30% называют сильными, со значениями α от 3 до 30% – средними, менее 3% – слабыми электролитами.

Растворы сильных электролитов в результате полной диссоциации содержат в основном ионы, а растворы слабых электролитов содержат в основном нераспавшиеся (недиссоциированные) молекулы и небольшую часть ионов.

К сильным электролитам относят:

а) практически все растворимые соли;

б) кислоты: H2SO4, HNO3, HCl, HBr, HI, HClO4, HMnO4 и некоторые другие;

в) растворимые основания (щелочи) – гидроксиды металлов IA и IIA групп периодической системы.

К слабым электролитам относят остальные кислоты и основания, воду и другие вещества.

При диссоциации молекулы электролитов (кислот, солей, оснований) распадаются на положительно заряженные ионы, называемые катионами и отрицательно заряженные ионы, называемые анионами. Катионы и анионы в растворе химически связаны с молекулами воды – гидратированы, но для простоты написания уравнений электролитической диссоциации в них обычно гидратацию не показывают.

 

Кислоты

Диссоциация кислот:

HCl H⁺ + Cl^-

HNO₃ H⁺ + NO₃^-

Диссоциация многоосновных кислот происходит ступенчато:

первая ступень H₂S H⁺ + HS^-

вторая ступень HS^- H⁺ + S^2-

Из уравнений диссоциации видно, что общим для всех кислот является присутствие в растворе катионов водорода(H⁺).

 

Кислоты –

это электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только ионы водорода (H⁺).

Именно катионы водорода обусловливают общие свойства всех кислот: кислый вкус, изменение окраски индикаторов, взаимодействие с металлами, основными оксидами, основаниями.

 

Основания

 

Диссоциация оснований:

NaOH D Na⁺ + OH^-

KOH D K⁺ + OH^-

Диссоциация многокислотных оснований происходит ступенчато:

первая ступень Ba(OH)₂ D BaOH⁺ + OH^-

вторая ступень BaOH⁺ D Ba⁺ + OH^-

Из уравнений диссоциации видно, что общим для всех оснований является присутствие в растворе гидроксид-ионов(OH^-).

 

Основания

– это электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы (OH^-).

Именно гидроксид-ионы обусловливают общие свойства всех оснований:

изменение окраски индикаторов (для растворимых оснований – щелочей), взаимодействие с кислотными оксидами, с кислотами, с растворами солей.

 

Соли

Диссоциация солей:

NaCl " Na⁺ + Cl^-

K₂CO₃ " 2K⁺ + CO₃^2-

Диссоциация практически всех растворимых солей происходит сразу, полностью и необратимо. Таким образом, соли являются сильными электролитами. Общих ионов для разных солей в растворе нет.

 

Соли

– это сильные электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов и анионы кислотных остатков.