Конспект «Электролитическая диссоциация».
Цель: Учащиеся должны понять сущность электролитической диссоциации.
Задачи:
Образовательные: учащиеся должны усвоить основные понятия об электролитах и неэлектролитах, а также узнавать их по молекулярным формулам; должны понимать термин «Электролитическая диссоциация»; должны понять как диссоциируют различные классы веществ; должны понять механизм электролитической диссоциации.
Воспитательные: учащиеся приобретут навыки коллективной работы в сочетании с индивидуальной; повысят творческую активность и познавательный интерес к химии.
Развивающие: учащиеся расширят познавательные возможности; получат опыт самостоятельности мышления, умения логически рассуждать, обобщать и делать выводы из полученных знаний.
Тип урока: комбинированный
Методы урока: словестно-наглядно-практический
План урока:
Организационный момент 1 мин
Новая тема 40мин
Обобщение 3 мин
Домашнее задание 1 мин
Оборудование: компьютер, проектор; спички, тринога, асбестовая сетка, химические стаканчики, шпатели, пробирки, штатив для пробирок, дистиллированная вода, NaCl (тв), сахар, раствор соляной кислоты, раствор хлорида бария, раствор хлорида натрия, раствор сульфата натрия, раствор сульфата калия, раствор сульфата меди.
Вещества, проводящие электрический ток.Учитель: И так, из уроков физики вам известно какие вещества проводят электрический ток, назовите их? ( металлы)
А, что такое электрический ток? (Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц)
Все ли вещества проводят электрический ток? Чтобы ответить на этот вопрос проведём следующий опыт.
Опыт№1 Определение электропроводности веществ.
А)Для это опыта нам понадобится прибор для определения электропроводности веществ, который состоит из источника электрического тока, лампочки и двух электродов. (Опыт проводится с древесиной, железной пластинкой, пластмассой).
Учитель: Какой вывод из этого опыта можно сделать? ( Что не все вещества способны проводить электрический ток)
А теперь давайте рассмотрим способность проводить электрический ток более сложных веществ.
Б) Перед вами стоит два стаканчика:
1) дистиллированная вода 2) поваренная соль (NaCl)
Проверим эти два вещества прибором для определения электропроводности.
(лампочка не загорелась ни в первом, ни во втором случае)
Давайте вспомним, какие два условия должны соблюдаться для существования электрического тока, исходя из определения? (Движение и заряженные частицы)
Подумайте, почему вода не проводит электрический ток?
Дело в том, что молекулы воды представляют собой диполь. Это значит, что у молекулы воды есть два полюса «+» и «-», а значит в целом у неё заряд какой? (нейтральный). В стакане молекулы воды движутся, но они нейтральные.
А почему соль не проводит электрический ток? (нет движения)
(К соли добавляем воды, поместив электроды в стакан)
Что происходит? ( лампочка загорается)
Как вы думаете, почему она загорелась? (появились заряженные частицы(Na+ Cl-) и движение)
Агрегатное состояние вещества в стакане – жидкое
Оно проводит электрический ток? (да)
Этот раствор является электролитом. Давайте попробуем дать определение.
Электролиты – это вещества растворы и расплавы, которых проводят электрический ток.
Обращаем внимание, что не только растворы, но и расплавы проводят Электрический ток.
В) Перед вами два стаканчика :
1) Сахар 2) дистиллированная вода
(Проверяем на способность проводить электрический ток.)
Что вы наблюдаете? (Лампочка не горит, так как кристаллы сахара не движутся)
Добавляем воды к сахару. Что наблюдаете? (лампочка не горит) Как вы думаете почему?( потому что нет заряженных частиц). Правильно молекулы сахара не распадаются на ионы, т. е. нет заряженных частиц.
Какое агрегатное состояние вещества, находящегося в стакане?(жидкое)
Оно проводит электрический ток? (нет)
Как будет называться такой раствор? (неэлектролит)
Дайте попробуем дать определение, какие вещества называют неэлектролитами? (Неэлектролиты – это вещества растворы и расплавы, которых не проводят электрический ток)
Какой можно сделать вывод?
Вывод: вещества делят на электролиты и неэлектролиты.
Электролитическая диссоциация.Учитель: Почему загорелась лампочка когда опустили электроды в стакан с раствором хлорида натрия?(потому что раствор хлорида натрия электролит).Правильно, т. е там есть движение и частицы способные проводить электрический ток. А как эти частицы образовались, ведь в стакане были кристаллики соли, где они? (кристаллы соли растворились и образовались заряжение частицы). Правильно! В этом заключается смысл электролитической диссоциации. Посмотрите на слайд: (анимация)
1)Ориентация диполей воды вокруг кристаллов соли;
2)Образование между молекулами воды и ионами кристаллов слабых связей;
3)Происходит разрушение кристаллической решётки и образование гидратированных ионов;
А теперь дайте определение, что такое электролитическая диссоциация?(Электролитическая диссоциация – это распад электролита на ионы при его растворение или расплавление).
История открытия теории электролитической диссоциации.
Шведский ученый Сванте Аррениус изучая электропроводность растворов различных веществ, пришел к выводу, что причиной электропроводности является наличие в растворе ионов, которые образуются при растворении электролита в воде. Этот процесс получил название электролитическая диссоциация. В 1887 году Аррениус сформулировал основные положения теории электролитической диссоциации.
Рассмотрим основные положения теории электролитической диссоциации (в сокращенном варианте ТЭД)
Основные положения ТЭД
1. При растворении в воде электролиты диссоциируют (распадаются) на положительные и отрицательные ионы.
Например: NaCl = Na+ + Cl-
Ионы – это одна из форм существования химического элемента. Ионы отличаются от атомов числом электронов, т. е. электрическим зарядом. Атомы – нейтральные частицы, ионы имеют заряд (положительный или отрицательный). Эти два обстоятельства и обуславливают различие их свойств.
Следовательно, ионы – это положительно или отрицательно заряженные частицы в которые превращаются атомы или группы атомов в результате отдачи или присоединения электронов.
Разберем различие свойств атомов и ионов на примере всем известного вещества – поваренной соли. 1 электрон – это очень много для изменения свойств, поэтому свойства ионов совершенно не похожи на свойства атомов, которые их образовали. Металлический натрий – очень реакционно-способное вещество, которое даже хранят под слоем керосина, иначе натрий начнет взаимодействовать с компонентами окружающей среды. Натрий энергично взаимодействует с водой, образуя при этом щелочь и водород, в то время как положительные ионы натрия таких продуктов не образуют. Хлор имеет желто-зеленый цвет и резкий запах, ядовит, а ионы хлора – бесцветны, неядовиты, лишены запаха. Никому не придет в голову использовать в пищу металлический натрий и газообразный хлор, в то время как без хлорида натрия, состоящего из ионов натрия и хлора, невозможно приготовление пищи. Отличаются эти две частицы только одним электроном.
2. Причиной диссоциации электролита в водном растворе является его гидратация, т. е. взаимодействие электролита с молекулами воды и разрыв химической связи в нем.
В результате взаимодействия электролита с молекулами воды образуются гидратированные, т. е. связанные с молекулами воды, ионы.
3. Под действием электрического тока положительно заряженные ионы движутся к отрицательному полюсу источника тока – катоду, поэтому их называют катионами, а отрицательно заряженные ионы движутся к положительному полюсу источника тока – аноду, поэтому их называют анионами.
Электролитическая диссоциация – процесс обратимый для слабых электролитов. Наряду с процессом диссоциации (распад электролита на ионы) протекает и обратный процесс – ассоциация (соединение ионов). Поэтому в уравнениях электролитической диссоциации вместо знака равенства ставят знак обратимости, например:
HNO2 - H+ + NO2-
4. Химические свойства растворов электролитов определяются свойствами тех ионов, которые они образуют при диссоциации.
По характеру образующихся при диссоциации электролитов ионов различают три типа электролитов: кислоты, основания и соли.
5. Не все электролиты в одинаковой мере диссоциируют на ионы.
Поскольку электролитическая диссоциация –процесс обратимый, то в растворах электролитов наряду с их ионами присутствуют и молекулы. Поэтому растворы электролитов характеризуются степенью диссоциации (обозначается греческой буквой альфа ?).
Степень диссоциации - это отношение числа распавшихся на ионы молекул N' к общему числу растворенных молекул N:
Степень диссоциации электролита определяется опытным путем и выражается в долях единицы или в процентах.
Если ? = 0, то диссоциация отсутствует, а если ? = 1 или 100%, то электролит полностью распадается на ионы. Если же ? = 20%, то это означает, что из 100 молекул данного электролита 20 распалось на ионы.
Учитель: Проведем несколько опытов, которые нам помогут наглядно проанализировать факторы влияющие на степень электролитической диссоциации.
Опыт 2 Зависимость силы электролита от температуры.
Для опыта используем раствор CuSO4: комнатной температура и нагретый до 60-80 оС. Опустим электроды поочередно в оба стаканчика. Сравним результаты(Лампочка горит с одинаковой интенсивностью). Различий в интенсивности мы не видим, но все таки влияние оказывает, т. к. активируются связи в молекулах, они становятся более подвижными и легче ионизируются.
Сделаем вывод (степень электролитической диссоциации зависит от температуры)
Опыт 3 Зависимость силы электролита от его концентрации.
Нальем в стаканчик ледяную уксусную кислоту. Опустим электроды ( лампочка не горит). Не вынимая электроды, приливаем дистиллированную воду.(Лампочка горит).
Делаем вывод(степень электролитической диссоциации зависит от его концентрации).
Различные электролиты имеют различную степень диссоциации. Опыт показывает, что она зависит от концентрации электролита и от температуры. С уменьшением концентрации электролита, т. е. при разбавлении его водой, степень диссоциации всегда увеличивается. Как правило, увеличивает степень диссоциации и повышение температуры, но этом фактор настолько незначительно проявлен, что не учитывается. По степени диссоциации электролиты делят на сильные и слабые.
Рассмотрим смещение равновесия, устанавливающегося между недиссоциированными молекулами и ионами при электролитической диссоциации слабого электролита – уксусной кислоты:
СН3СООН
СНзСОO-+ Н+
При разбавлении уксусной кислоты водой равновесие сместится в сторону образования ионов, - степень диссоциации кислоты возрастает. Наоборот, при упаривании раствора равновесие смещается в сторону образования молекул кислоты – степень диссоциации уменьшается.
Текущий контроль:
Задача №1: При растворении 1000 молекул соли продиссоциировали всего лишь 54%. Какое число молекул продиссоциировало? (540 шт)
Задача №2: При растворении 2500 молекул кислоты продиссоциировало только 1539 молекул. Чему равна степень электролитической диссоциации.(61,5%)
Классификация электролитов
Учитель: Проведем еще один опыт.
Опыт 4.Сравнение силы электролитов.
В первый стакан наливаем небольшое количество раствора соляной кислоты, во второй-раствор уксусной кислоты. С помощью прибора по определению электропроводности анализируем электропроводность данных растворов.( При помещении электродов в первый стакан-лампочка горит ярко, во втором-менее интенсивно)
Какой можете сделать вывод?(Не все электролиты имеют одинаковую силу)
Электролиты делят на сильные и слабые.
- Сильные при растворении в воде практически полностью распадаются на ионы. Это вещества с ионным и сильно полярными связями. К ним относятся все хорошо растворимые соли, сильные кислоты (HCl, HBr, HI, HClO4, H2SO4,HNO3) и сильные основания: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Вa(OH)2, Sr(OH)2, Сa(OH)2. Слабые частично распадаются на ионы. Их растворы содержат ионы и не распавшиеся молекулы, поэтому концентрация ионов мала. Это вещества с полярными и малополярными связями:
1) почти все органические кислоты (CH3COOH, C2H5COOH и др.);
2) некоторые неорганические кислоты (H2CO3, H2S и др.);
3) почти все малорастворимые в воде соли, основания и гидроксид аммония (Ca3(PO4)2; Ca(OH)2; Al(OH)3; NH4OH);
Текущий контроль:
Среди перечисленных веществ сильным электролитом является только:
а) H2CO3 в) Ca3(PO4)2 б) H2SO4 г) CH3COOH
Распишите диссоциацию следующих молекул:
1)НCl 2)H2SO4 3)Mg(OH)2 4) CaCl2
Обращаем внимание на ступенчатую диссоциацию!
