.RU

Теория электролитической диссоциации С. Аррениуса содержит следующие положения


^ Теория электролитической диссоциации С. Аррениуса содержит следующие положения:
1) при растворении в воде (или расплавлении) электролиты распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы (подвергаются электролитической диссоциации);

2) под действием электрического тока катионы (+) двигаются к катоду (-), а анионы (-) – к аноду (+);

3) электролитическая диссоциация – процесс обратимый (обратная реакция называется моляризацией);

4) степень электролитической диссоциации α (Приложение Г) зависит от природы электролита и растворителя, температуры и концентрации. Она показывает отношение числа молекул, распавшихся на ионы (n), к общему числу молекул, введенных в раствор (N):

. (2.37)

Степень диссоциации слабого электролита можно связать с изотоническим коэффициентом. Будем считать, что из ^ N молекул электролита продиссоциировало n молекул, образовав νn ионов (ν – число ионов, на которое диссоциирует молекула). Поскольку изотонический коэффициент показывает, во сколько раз общее число молекул и ионов в растворе больше числа молекул до диссоциации, получаем:

, (2.38)

. (2.39)

Соотношение (2.39) дает возможность, экспериментально определив изотонический коэффициент раствора, рассчитать степень диссоциации слабого электролита.

Однако теория С. Аррениуса не учитывала всей сложности явлений в растворах. В частности, она рассматривала ионы как свободные, независимые от молекул растворителя частицы. Теории С. Аррениуса противостояла химическая, или гидратная, теория растворов Д.И. Менделеева, в основе которой лежало представление о взаимодействии растворенного вещества с растворителем. Кажущееся противоречие обеих теорий было устранено предположением о гидратации ионов (И.А. Каблуков).

Сольватация – взаимодействие между молекулами и ионами растворяемого вещества и молекулами растворителя, состоит из нескольких стадий:

а) Молекулярная диссоциация и образование сольватов (рисунок 2.5).



Рисунок 2.5 – Процесс образования сольватов


,

где АВ – молекулы растворяемого вещества;

S – молекулы растворителя.


б) Ионизация и электролитическая диссоциация (рисунок 2.6).



Рисунок 2.6 – Электролитическая диссоциация

.


^ Электролитическая диссоциация − это процесс распада молекул веществ на ионы под действием полярных молекул растворителя, а также при их плавлении.

Если процесс сольватации останавливается на стадии (a), то образуется раствор неэлектролита (подчиняется законам Рауля, принципу Вант-Гоффа) – раствор сахара в воде.

Если процесс протекает до стадии (б), то система является раствором электролита: растворы щелочей, солей, неорганических кислот в воде.

^ Механизм электролитической диссоциации ионных веществ можно представить следующим образом.

При растворении соединений с ионными связями (например, NaCl) процесс гидратации начинается с ориентации диполей воды вокруг всех выступов и граней кристаллов соли.

Ориентируясь вокруг ионов кристаллической решетки, молекулы воды образуют с ними либо водородные, либо донорно-акцепторные связи. При этом процессе выделяется большое количество энергии, которая называется энергией гидратации.

Энергия гидратации, величина которой сравнима с энергией кристаллической решетки, идет на разрушение кристаллической решетки. При этом гидратированные ионы слой за слоем переходят в растворитель и, перемешиваясь с его молекулами, образуют раствор.
^ Механизм электролитической диссоциации полярных веществ можно представить следующим образом.
Аналогично диссоциируют и вещества, молекулы которых образованы по типу полярной ковалентной связи. Вокруг каждой полярной молекулы вещества (например, HCl) определенным образом ориентируются диполи воды. В результате взаимодействия с диполями воды полярная молекула еще больше поляризуется и превращается в ионную, далее уже легко образуются свободные гидратированные ионы.


2.7.2 Вопросы для самоконтроля


  1. Что такое сольваты?

  2. Что называется электролитической диссоциацией, или ионизацией?

  3. Кто и когда предложил теорию электролитической диссоциации?

  4. Сформулируйте основные положения теории электролитической диссоциации.

  5. Какая химическая связь существует в молекулах электролитов?

  6. Как происходит диссоциация электролитов с ионной связью? Покажите схематически на примере.

  7. Как происходит диссоциация электролитов с полярной связью? Покажите на примере.

  8. Что называется степенью диссоциации?

  9. Каким соотношением связаны между собой изотонический коэффициент и степень электролитической диссоциации?


^ 2.8 Теории кислот и оснований


2.8.1 История развития представлений о кислотах

и основаниях


Множество химических реакций может быть рассмотрено с позиций кислотно-основных взаимодействий. Такие вопросы, как трактовка механизмов реакций, кислотный и основной катализ, влияние различных факторов на ход процесса, в основном базируются на учете кислотно-основных взаимодействий. Овладеть оценкой кислотно-основных взаимодействий − это значит понять сущность химической реакции и иметь возможность управлять ею.

Представления о кислотах и основаниях существуют более трех столетий, но до сих пор нет единого определения этих понятий. Рассмотрим кратко эволюцию взглядов на природу кислот и оснований. Термины «кислоты» и «основания» сформировались еще в XVII веке, однако их содержание неоднократно пересматривалось и уточнялось. Лишь в конце прошлого века после появления теории электролитической диссоциации (С. Аррениус, 1887 г.) сформировалась первая научная ионная теория кислот и оснований (Д. Оствальд, С. Аррениус).

Важной вехой в развитии взглядов на кислоты и основания явилось сформулированное А. Ганчем в 1917–1927 годах понятие об амфотерности − способности некоторых соединений проявлять как кислотные, так и основные свойства в зависимости от условий и природы реагентов, участвующих в кислотно-основном взаимодействии. И, как оказалось позже, таких соединений (проявляющих амфотерность) − подавляющее большинство. В зависимости от природы партнера по взаимодействию явная кислота может выступать в роли основания и наоборот.

Доминирующие в настоящее время протонная (И. Бренстед и Т. Лаури) и электронная (Г. Льюис) теории кислот и оснований были предложены одновременно в 1923 году.

Академиком АН Казахской ССР физиком-химиком М.И. Усановичем была предпринята попытка объединить электронную и протонную теории. В 1938 г. М.И. Усанович разработал оригинальную теорию кислот и оснований, положив в основу представление, что водород не является универсальным носителем кислотных свойств. Он отнес к кислотам все вещества, образующие соли при взаимодействии с основаниями. Все окислительно-восстановительные и протолитические реакции оказывались частным случаем кислотно-основных взаимодействий. Кроме того, М.И. Усанович считал, что амфотерность присуща всем полярным соединениям.

В современной химии используются две теории кислот и оснований: теория Бренстеда − Лаури и теория Льюиса − Усановича. Более общие определения кислот и оснований предложены в теории Льюиса – Усановича.


^ 2.8.2 Кислоты и основания в теории С. Аррениуса


С. Аррениус объяснял появление ионов в водном растворе (или расплаве) распадом растворенных веществ − электролитов.

Аррениус из всех ионов выделил ионы H+ и OH- как продукты автодиссоциации воды:

.

Затем он высказал утверждение, что кислотой называют электролит, диссоциирующий в растворах с образованием ионов Н+; основанием называют электролит, диссоциирующий в воде с образованием гидроксид-ионов ОН:

кислоты: ;

основания: .

Кислоты и основания, для которых степень распада на ионы (степень электролитической диссоциации) имеет значение, близкое к единице, были названы С. Аррениусом сильными (HNO3, NaOH), а все остальные – слабыми (HNO2, NH3 . H2O).

Слабые кислоты можно было сравнить по силе, используя значения констант диссоциации кислот KДК, а слабые основания − по значениям констант диссоциации оснований KДО. Чем выше значение констант диссоциации KД, тем более сильным считался слабый электролит-кислота или слабый электролит-основание.

,

.


,

.

Сильные же кислоты и основания с точки зрения теории кислот и оснований, предложенной С. Аррениусом, никак не характеризовались количественно, их сила просто считалась наибольшей.


^ 2.8.3 Протонная теория кислот и оснований


tema-12-metodika-sociologicheskih-issledovanij-sociologiya.html
tema-12-mnozhestvennost-prestuplenij-metodicheskie-rekomendacii-dlya-podgotovki-k-seminarskim-i-prakticheskim-zanyatiyam.html
tema-12-naznachenie-nakazaniya-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-ugolovnoe-pravo.html
tema-12-normi-prava-metodicheskie-rekomendacii-dlya-podgotovki-kursovih-rabot-po-discipline-teoriya-gosudarstva-i-prava.html
tema-12-obshaya-harakteristika-i-klassifikaciya-tehnicheskih-sredstv-informatizacii.html
tema-12-organi-gosudarstvennoj-vlasti-subektov-rossijskoj-federacii-rabochaya-programma-disciplini-konstitucionnoe-pravo.html
  • lecture.largereferat.info/712-programmirovanie-shs-s-ogranichennim-vremenem-pamyati-izvesheniya-trevoga-sekciya-12.html
  • turn.largereferat.info/podpunkt-47novie-i-voznikayushie-voprosi-doklad-o-rabote-chetirnadcatogo-soveshaniya-vspomogatelnogo-organa.html
  • laboratornaya.largereferat.info/rabochaya-programma-po-discipline-dnm-01-sovremennie-problemi-avtomatizacii-i-upravleniya-po-napravleniyu.html
  • doklad.largereferat.info/volshebnuyu-krasotu-hrustalya-pochuvstvovat-koldovskuyu-silu-etih-kristallov-vpitavshih-v-sebya-i-nochnoe-siyanie-zvezd-i-pervij-svet-rozhdayushegosya-dnya.html
  • control.largereferat.info/ecole-polytechnique-federale-de-lausanne-provodit-konkurs-sredi-studentov-na-uchastie-v-letnej-issledovatelskoj-programme-stazhirovke-international-summer-research-program-for-undergraduate-life-science-students.html
  • uchitel.largereferat.info/rabochaya-programma-po-informatike-dlya-5-klassa-na-2011-2012-uch-god.html
  • kolledzh.largereferat.info/4-rabota-s-listami-i-oknami-uchebnoe-posobie-rpk-politehnik-volgograd.html
  • abstract.largereferat.info/-2-pravovie-osnovi-organizacii-i-deyatelnosti-yuridicheskoj-organizacionno-pravovie-osnovi-deyatelnosti-yuridicheskoj.html
  • institut.largereferat.info/trening-menedzher-o-g-noskova-razdel-rabota-psihologa-v-sisteme-obrazovaniya-i-v-socialnom-obsluzh.html
  • otsenki.largereferat.info/slova-i-znacheniya-predislovie.html
  • predmet.largereferat.info/sorevnovaniya-provodyatsya-v-sootvetstvii-s-kalendarnim-planom-sportivnih-sorevnovanij-na-2012-god-pravilami-vida-sporta-rafting-utverzhdennimi-prikazom-minspor.html
  • tasks.largereferat.info/21-atlantizm-kak-shkola-amerikanskoj-geopolitiki-1-predmet-geopolitiki.html
  • otsenki.largereferat.info/slava-bogu-obogativshemu-velikuyu-rossiyu-stranica-7.html
  • turn.largereferat.info/opredelenie-metodiki-obucheniya-srednesrochnaya-programma-meropriyatij-po-realizacii-osnovnih-napravlenij-razvitiya.html
  • otsenki.largereferat.info/rossijskoj-federacii-stranica-45.html
  • doklad.largereferat.info/voprosi-dlya-podgotovki-k-ekzamenam-i-zachetam-po-discipline-bankovskoe-delo.html
  • pisat.largereferat.info/trud-vipolnenie-otdelnimi-lyudmi-ili-gruppami-lyudej-polnostyu-ili-chastichno-odnoj-iz-funkcij-processa-razvitiya-chelovecheskogo-obshestva.html
  • testyi.largereferat.info/administrativnijreglamen-t-stranica-5.html
  • college.largereferat.info/289-naya-19-m-arlazorova-ciolkovskij-nekachestvennij-ocr.html
  • tasks.largereferat.info/322-podrazdel-vdokumente-konceptualnie-osnovi-organizacii-obrazovatelnogo-processa-s-detmi-starshego-doshkolnogo.html
  • shkola.largereferat.info/politicheskij-mentalitet-rossiyan.html
  • literature.largereferat.info/cheshskaya-skazka-avia-ekskursionnij-kaskad-8-vilet-iz-kieva.html
  • institute.largereferat.info/glava-16-obobsheniya-i-perspektivi-aaron-bek-artur-frimen.html
  • shpora.largereferat.info/yaroslavskij-centr-standartizacii-metrologii-i-sertifikacii-stranica-5.html
  • letter.largereferat.info/nh3-h2o-nh4-oh-sovet-molodih-uchenih-i-specialistov-materiali-kruglogo-stola-molodie-uchenie-rossii-i.html
  • doklad.largereferat.info/uchebno-metodicheskoe-kompleks-dlya-studentov-vseh-form-obucheniya-specialnosti-03-05-01-moskva-2009-stranica-3.html
  • lektsiya.largereferat.info/programma-elektivnogo-kursa-po-viboru-po-himii-davajte-pohimichim-7-klass.html
  • kolledzh.largereferat.info/85-svedeniya-ob-obshej-summe-eksporta-a-takzhe-o-dole-kotoruyu-sostavlyaet-eksport-v-obshem-obeme-prodazh.html
  • pisat.largereferat.info/tehnika-tehnicheskie-nauki-12vichislitelnaya-tehnika-1-fiziko-matematicheskie-nauki-2-tehnika-tehnicheskie-nauki-3.html
  • zadachi.largereferat.info/nacionalnaya-regionalnaya-kuhnya-kitaj.html
  • tests.largereferat.info/metodi-psihologicheskoj-diagnostiki.html
  • university.largereferat.info/glava-ii-chudesnoe-izuvechenie-aktivno-propagandiruya-svoi-vozzreniya-vistupal-na-konferenciyah-i-sobraniyah-nacionalnoj.html
  • portfolio.largereferat.info/otchet-o-nauchno-issledovatelskoj-rabote-po-gosudarstvennomu-kontraktu-02-740-11-0603-ot-22-marta-2010-g-shifr-zayavki-2010-1-305-021-035.html
  • doklad.largereferat.info/uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-kvantovaya-teoriya-dlya-specialnosti-010701-fizika.html
  • abstract.largereferat.info/25112010-gs-8-9-tema-stroitelstvo-stroitelen-kontrol.html
  • © LargeReferat.info
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.