Ringkasan pelajaran kimia: "Disosiasi elektrolisis. Indeks hidrogen. Reaksi pertukaran ion". Pekerjaan Manual Tutor Kimia 2 Disosiasi elektrolit dari reaksi pertukaran ion

Selama pelajaran kita akan mempelajari topik “Disosiasi elektrolisis. reaksi pertukaran ion”. Pertimbangkan teori disosiasi elektrolit dan berkenalan dengan definisi elektrolit. Mari berkenalan dengan teori fisika dan kimia larutan. Mari kita pertimbangkan dalam terang teori disosiasi elektrolitik penentuan basa, asam dan garam, dan juga belajar bagaimana menyusun persamaan reaksi pertukaran ion dan belajar tentang kondisi ireversibilitasnya.

Topik: Larutan dan konsentrasinya, sistem terdispersi, disosiasi elektrolitik

Pelajaran: Disosiasi Elektrolit. Reaksi pertukaran ion

1. Teori fisika dan kimia larutan

Bahkan pada awal studi fenomena listrik, para ilmuwan memperhatikan bahwa tidak hanya logam, tetapi juga larutan dapat menghantarkan arus. Tapi tidak semua dari mereka. Jadi, larutan natrium klorida dan garam lainnya, larutan asam kuat dan alkali mengalir dengan baik. Larutan asam asetat, karbon dioksida, dan sulfur dioksida menghantarkannya jauh lebih buruk. Tetapi larutan alkohol, gula, dan sebagian besar senyawa organik lainnya tidak menghantarkan arus listrik sama sekali.

Arus listrik adalah gerakan terarah dari partikel bermuatan bebas... Dalam logam, gerakan ini dilakukan oleh elektron yang relatif bebas, gas elektron. Namun tidak hanya logam yang mampu menghantarkan arus listrik.

Elektrolit - ini adalah zat, larutan atau lelehan yang menghantarkan arus listrik.

Non-elektrolit - ini adalah zat, larutan atau lelehan yang tidak menghantarkan arus listrik.

Untuk menggambarkan konduktivitas listrik dari beberapa larutan, perlu dipahami apa itu larutan. Pada akhir abad ke-19, ada 2 teori utama solusi:

· Fisik. Menurut teori ini, solusi - itu adalah campuran komponen mekanis murni, dan tidak ada interaksi antara partikel di dalamnya. Dia menggambarkan sifat-sifat elektrolit dengan baik, tetapi mengalami kesulitan tertentu dalam menggambarkan larutan elektrolit.

· Bahan kimia. Menurut teori ini, selama pelarutan, reaksi kimia terjadi antara zat terlarut dan pelarut. Ini dikonfirmasi oleh adanya efek termal pada pembubaran, serta perubahan warna. Misalnya, ketika tembaga sulfat anhidrat putih dilarutkan, larutan biru jenuh terbentuk.

Yang benar adalah di antara dua ekstrem ini. Yaitu, proses kimia dan fisika berlangsung dalam larutan.

Beras. 1. Svante Arrhenius

Pada tahun 1887, fisikawan Swedia - kimiawan Svante Arrhenius (Gbr. 1), menyelidiki konduktivitas listrik larutan berair, menyarankan bahwa dalam larutan tersebut zat terurai menjadi partikel bermuatan - ion yang dapat bergerak ke elektroda - katoda bermuatan negatif dan anoda bermuatan positif .

Ini adalah alasan untuk arus listrik dalam larutan. Proses ini disebut disosiasi elektrolitik (terjemahan literal - pemisahan, dekomposisi di bawah pengaruh listrik). Nama ini juga menunjukkan bahwa disosiasi terjadi oleh aksi arus listrik. Studi lebih lanjut menunjukkan bahwa ini tidak terjadi: ion hanya pembawa muatan dalam larutan dan ada di dalamnya terlepas dari apakah arus melewati larutan atau tidak. Dengan partisipasi aktif Svante Arrhenius, teori disosiasi elektrolitik dirumuskan, yang sering dinamai menurut nama ilmuwan ini. Ide utama dari teori ini adalah bahwa elektrolit terurai secara spontan menjadi ion di bawah aksi pelarut. Dan ion-ion inilah yang merupakan pembawa muatan dan bertanggung jawab atas konduktivitas listrik larutan.

2. Ketentuan utama teori disosiasi elektrolitik

1. Elektrolit dalam larutan di bawah aksi pelarut secara spontan terurai menjadi ion. Proses ini disebut disosiasi elektrolit. Disosiasi juga dapat terjadi ketika elektrolit padat dilelehkan.

2. Ion berbeda dari atom dalam komposisi dan sifat. Dalam larutan berair, ion berada dalam keadaan terhidrasi. Ion dalam keadaan terhidrasi berbeda dalam sifat mereka dari ion dalam keadaan gas suatu zat. Ini dijelaskan sebagai berikut: kation dan anion awalnya sudah ada dalam senyawa ionik. Ketika dilarutkan, molekul air mulai mendekati ion bermuatan: kutub positif - ke ion negatif, kutub negatif - ke positif. Ion disebut terhidrasi (Gbr. 2).

3. Dalam larutan atau lelehan elektrolit, ion bergerak secara kacau, tetapi ketika arus listrik dilewatkan, ion bergerak secara searah: kation menuju katoda, anion - ke anoda.

3. Basa, asam, garam berdasarkan teori disosiasi elektrolitik

Dalam terang teori disosiasi elektrolitik, adalah mungkin untuk mendefinisikan basa, asam dan garam sebagai elektrolit.

Yayasan- ini adalah elektrolit, sebagai hasil dari disosiasi yang hanya membentuk satu jenis anion dalam larutan berair: anion hidroksida: OH-.

NaOH Na + + OH−

Disosiasi basa yang mengandung beberapa gugus hidroksil terjadi secara bertahap:

Ba (OH) 2↔ Ba (OH) + + OH− Tahap pertama

Ba (OH) + Ba2 + + 2OH− Tahap kedua

Ba (OH) 2↔ Ba2 + + 2 OH− Persamaan keseluruhan

asam - ini adalah elektrolit, sebagai akibat dari disosiasi yang hanya satu jenis kation yang terbentuk dalam larutan berair: H +. Ini adalah proton terhidrasi yang disebut ion hidrogen dan ditunjuk H3O +, tetapi untuk kesederhanaan, H + ditulis.

HNO3↔ H + + NO3−

Asam polibasa terdisosiasi dalam langkah-langkah:

H3PO4↔ H + + H2PO4- Tahap pertama

H2PO4- H + + HPO42- Tahap kedua

HPO42-↔ H + + PO43- Tahap ketiga

H3PO4↔ 3H + + PO43-Total persamaan

Garam - ini adalah elektrolit yang terdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation logam dan anion residu asam.

Na2SO4 2Na + + SO42−

garam sedang - ini adalah elektrolit yang terdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation logam atau kation amonium dan anion residu asam.

garam dasar - ini adalah elektrolit yang terdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation logam, anion hidroksida, dan anion dari residu asam.

garam asam - ini adalah elektrolit yang terdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation logam, kation hidrogen dan anion residu asam.

garam ganda - ini adalah elektrolit yang terdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation dari beberapa logam dan anion dari residu asam.

KAl (SO4) 2↔ K + + Al3 + + 2SO42

garam campuran - ini adalah elektrolit yang terdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation logam dan anion dari beberapa residu asam

4. Elektrolit kuat dan lemah

Disosiasi elektrolit ke berbagai derajat - prosesnya reversibel. Tetapi setelah pelarutan beberapa senyawa, kesetimbangan disosiasi sebagian besar bergeser ke arah bentuk terdisosiasi. Dalam larutan elektrolit seperti itu, disosiasi hampir tidak dapat diubah. Oleh karena itu, ketika menulis persamaan untuk disosiasi zat-zat tersebut, tanda sama dengan atau panah lurus ditulis, yang menunjukkan bahwa reaksi hampir tidak dapat diubah. Zat seperti itu disebut kuat elektrolit.

Lemah elektrolit disebut, di mana disosiasi terjadi sedikit. Saat menulis, gunakan tanda reversibilitas. tab. satu.

Untuk penilaian kuantitatif kekuatan elektrolit, konsep diperkenalkan derajat elektrolitdisosiasi.

Kekuatan elektrolit juga dapat dicirikan oleh: konstanta kesetimbangan kimia disosiasi. Ini disebut konstanta disosiasi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi derajat disosiasi elektrolitik:

Sifat elektrolit

Konsentrasi elektrolit dalam larutan

· Suhu

Dengan meningkatnya suhu dan pengenceran larutan, derajat disosiasi elektrolitik meningkat. Oleh karena itu, kekuatan elektrolit hanya dapat diperkirakan dengan membandingkannya pada kondisi yang sama. T = 180C dan c = 0,1 mol / L diambil sebagai standar.

5. Reaksi pertukaran ion

Inti dari reaksi dalam larutan elektrolit dinyatakan dengan persamaan ion. Ini memperhitungkan fakta bahwa dalam satu larutan elektrolit hadir dalam bentuk ion. Dan elektrolit lemah dan zat yang tidak dapat dipisahkan dicatat dalam bentuk yang terdisosiasi menjadi ion. Kelarutan elektrolit dalam air tidak dapat digunakan sebagai kriteria untuk kekuatannya. Banyak garam yang tidak larut dalam air adalah elektrolit kuat, tetapi konsentrasi ion dalam larutan sangat rendah justru karena kelarutannya yang rendah. Itulah sebabnya, ketika menulis persamaan reaksi dengan partisipasi zat-zat tersebut, biasanya ditulis dalam bentuk yang tidak terdisosiasi. .

Reaksi dalam larutan elektrolit berlangsung dalam arah ikatan ion.

Ada beberapa bentuk ikatan ion:

1. Pembentukan sedimen

2. Evolusi gas

3. Pembentukan elektrolit lemah.

· 1. Pembentukan sedimen:

BaCl2 + Na2CO3 → BaCO3 + 2NaCl.

Ba2 ++ 2Cl - + 2Na ++ CO32- → BaCO3 + 2Na ++ 2Cl- selesaikan persamaan ion

Ba2 + + CO32- → BaCO3 persamaan ion yang dipersingkat.

Persamaan ion yang disingkat menunjukkan bahwa interaksi setiap senyawa terlarut yang mengandung ion Ba2 + dengan senyawa yang mengandung anion karbonat CO32- akan menghasilkan endapan BaCO3 yang tidak larut.

· 2. Evolusi gas:

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2 &

PELAJARAN 9 kelas 10(tahun pertama studi)

Teori disosiasi elektrolit. Rencana reaksi pertukaran ion

1. Elektrolit dan non-elektrolit.

2. Teori disosiasi elektrolitik (TED) S.A. Arrhenius.

3. Mekanisme disosiasi elektrolitik elektrolit dengan ikatan polar ionik dan kovalen.

4. Derajat disosiasi.

5. Asam, basa, hidroksida amfoter, garam dari sudut pandang TED.

6. Nilai elektrolit bagi makhluk hidup.

7. Disosiasi air. Produk ionik air. Eksponen hidrogen. Media larutan elektrolit dalam air. Indikator.

8. Reaksi pertukaran ion dan kondisi jalannya.

Menurut kemampuan untuk menghantarkan arus listrik dalam larutan atau lelehan air, semua zat dapat dibagi menjadi elektrolit dan non-elektrolit.

Elektrolit- ini adalah zat, larutan atau lelehan yang menghantarkan arus listrik; elektrolit (asam, garam, alkali) memiliki ikatan kovalen ionik atau polar.

Non-elektrolit- ini adalah zat, larutan atau lelehan yang tidak menghantarkan arus listrik; dalam molekul non-elektrolit (zat organik, gas, air) ikatannya bersifat kovalen non-polar atau polaritas rendah.

Untuk menjelaskan konduktivitas listrik larutan elektrolit dan lelehan, Arrhenius pada tahun 1887 menciptakan teori disosiasi elektrolit, ketentuan pokoknya adalah sebagai berikut.

1. Molekul elektrolit dalam larutan atau lelehan mengalami disosiasi (terurai menjadi ion). Proses pemecahan molekul elektrolit menjadi ion-ion dalam larutan atau lelehan disebut disosiasi elektrolitik. Yunus Adalah partikel yang memiliki muatan. Ion bermuatan positif - kation, bermuatan negatif - anion... Sifat-sifat ion berbeda dari sifat-sifat atom netral yang sesuai, yang dijelaskan oleh struktur elektronik yang berbeda dari partikel-partikel ini.

2. Dalam larutan atau lelehan, ion bergerak secara kacau. Namun, ketika arus listrik dilewatkan melalui larutan atau lelehan, pergerakan ion menjadi teratur: kation pindah ke katoda (elektroda bermuatan negatif), dan anion ke anoda (elektroda bermuatan positif).

3. Disosiasi adalah proses reversibel. Bersamaan dengan disosiasi berjalan asosiasi- proses pembentukan molekul dari ion.

4. Jumlah total muatan kation dalam larutan atau lelehan sama dengan jumlah total muatan anion dan berlawanan tanda; larutan umumnya netral secara listrik.

Alasan utama disosiasi dalam larutan dengan pelarut polar adalah pelarutan ion (dalam kasus larutan berair, hidrasi). Disosiasi senyawa ionik dalam larutan berair berlangsung sempurna (KCl, LiNO 3, Ba (OH) 2, dll.). Elektrolit dengan ikatan kovalen polar dapat terdisosiasi sebagian atau seluruhnya, tergantung pada polaritas ikatan (H 2 SO 4, HNO 3, HI, dll.). Dalam larutan berair, ion terhidrasi terbentuk, tetapi untuk kesederhanaan, persamaan menggambarkan ion tanpa molekul air:

Beberapa elektrolit terdisosiasi sepenuhnya, yang lain sebagian. Untuk mengkarakterisasi disosiasi, konsep diperkenalkan derajat disosiasi elektrolit... Kuantitas menunjukkan rasio jumlah molekul yang terdisosiasi n dengan jumlah molekul terlarut n elektrolit dalam larutan:

= n/n.

Derajat disosiasi meningkat dengan pengenceran larutan dan dengan peningkatan suhu larutan. Tergantung pada tingkat disosiasi, elektrolit dibagi menjadi kuat, sedang dan lemah. Elektrolit kuat hampir sepenuhnya terdisosiasi dalam larutan, derajat disosiasinya lebih dari 30% dan cenderung 100%. Elektrolit sedang termasuk elektrolit, tingkat disosiasinya berkisar antara 3% hingga 30%. Derajat disosiasi elektrolit lemah kurang dari 3%. Elektrolit kuat meliputi garam, asam kuat, basa. Lemah - asam lemah, basa tidak larut, amonium hidroksida, air.

Dari sudut pandang teori disosiasi elektrolitik, dimungkinkan untuk memberikan definisi zat dari kelas yang berbeda.

asam Adalah elektrolit yang membentuk kation hidrogen dan anion residu asam selama disosiasi. Jumlah langkah disosiasi tergantung pada kebasaan asam, misalnya:

HCl H + + Cl -,

H 2 CO 3 H + + HCO 3 - 2H + + CO 3 2–.

Yayasan Apakah elektrolit terdisosiasi menjadi kation logam dan anion gugus hidroksi. Jumlah langkah disosiasi tergantung pada keasaman basa, misalnya:

NaOH Na + + 2OH -,

Ca (OH) 2 CaOH + + OH - Ca 2+ + 2OH -.

Hidroksida amfoter- ini adalah elektrolit lemah, yang, setelah disosiasi, membentuk kation hidrogen dan anion gugus hidroksi, misalnya:

Zn (OH) 2 ZnOH + + OH - Zn 2+ + 2OH -,

H 2 ZnO 2 H + + HZnO 2 - 2H + + ZnO 2 2–.

garam sedang Apakah elektrolit terdisosiasi menjadi kation logam dan anion residu asam, misalnya:

Na 2 SO 4 2Na + + SO 4 2–.

garam asam- ini adalah elektrolit yang terdisosiasi menjadi kation logam dan anion kompleks, yang meliputi atom hidrogen dan residu asam, misalnya:

NaHCO3 Na + + HCO3 -.

garam dasar Apakah elektrolit terdisosiasi menjadi anion residu asam dan kation kompleks yang terdiri dari atom logam dan gugus hidroksi, misalnya:

u (OH) l CuОН + + l -.

garam kompleks- ini adalah elektrolit yang membentuk ion kompleks kompleks selama disosiasi, yang cukup stabil dalam larutan berair, misalnya:

K 3 3 K + + 3–.

Elektrolit merupakan bagian integral dari cairan dan jaringan organisme hidup. Untuk proses normal fisiologis dan biokimia, diperlukan kation natrium, kalium, kalsium, magnesium, hidrogen, anion klorin, ion sulfat, ion bikarbonat, ion hidroksida, dll. Konsentrasi ion ini dalam tubuh manusia berbeda . Jadi, misalnya, konsentrasi ion natrium dan klorin sangat signifikan dan diisi ulang setiap hari. Konsentrasi ion hidrogen dan ion hidroksida sangat kecil, tetapi memainkan peran besar dalam proses kehidupan, berkontribusi pada fungsi normal enzim, metabolisme, pencernaan makanan, dll.

Disosiasi air.

Eksponen hidrogen

Air adalah elektrolit amfoter lemah. Persamaan disosiasi air adalah:

H 2 O H + + OH -

2H 2 O H 3 O + + OH -.

Konsentrasi proton dan ion hidroksida dalam air adalah sama dan berjumlah 10–7 mol / L pada 25 ° C.

Hasil kali konsentrasi ion hidrogen dan ion hidroksida disebut produk ionik air dan pada 25 ° adalah 10 –14.

Lingkungan dari setiap larutan berair dapat dicirikan oleh konsentrasi ion H + atau OH -. Membedakan larutan netral, asam, dan basa.

Dalam lingkungan larutan netral:

10 -7 mol / l,

dalam larutan asam:

>, yaitu > 10 -7 mol/l,

dalam larutan basa:

>, yaitu > 10 –7 mol / l.

Untuk mengkarakterisasi media larutan, akan lebih mudah untuk menggunakan nilai pH (Tabel 1, lihat hal. 14). Eksponen hidrogen Apakah logaritma desimal negatif dari konsentrasi ion hidrogen:

pH = –lg.

Pelajaran: Disosiasi Elektrolit. Eksponen hidrogen. Reaksi pertukaran ion
Sasaran: mensistematisasikan pengetahuan siswa tentang disosiasi elektrolitik. Tunjukkan prestasi ilmiah para pendiri teori. Tunjukkan ketergantungan sifat-sifat zat pada strukturnya. Membawa pengetahuan yang diperoleh siswa pada topik ke dalam satu sistem.
Tugas: Meningkatkan keterampilan dan kemampuan menyusun persamaan disosiasi, persamaan ion, persamaan hidrolisis. Untuk membentuk kemampuan memprediksi lingkungan larutan berbagai garam. Untuk mensistematisasikan pengetahuan siswa tentang hidrolisis zat organik. Mengembangkan kemampuan mengamati, menganalisis dan menarik kesimpulan.
Peralatan dan reagen : proyektor multimedia, komputer.

Selama kelas

Mengatur waktu

Pembaruan pengetahuan dasar:

Siswa memberikan jawaban sesuai dengan rencana:
- Berapa daya hantar listrik larutan?
- Disosiasi elektrolitik garam, basa dan asam.
- Mekanisme disosiasi elektrolitik zat dengan ikatan ionik.

Pengantar studi topik baru:- Mengapa larutan asam, garam dan basa dapat menghantarkan arus listrik?

Mengapa titik didih larutan elektrolit selalu lebih tinggi daripada titik didih larutan nonelektrolit dengan konsentrasi yang sama?

Mempelajari materi baru:

1. Konsep disosiasi elektrolitik

Pada tahun 1887, fisikawan Swedia -ahli kimia Svante Arrhenius, Mempelajari konduktivitas listrik larutan berair, ia menyarankan bahwa dalam larutan seperti itu, zat terurai menjadi partikel bermuatan - ion yang dapat bergerak ke elektroda - katoda bermuatan negatif dan anoda bermuatan positif.

Ini adalah alasan untuk arus listrik dalam larutan. Proses ini disebutdisosiasi elektrolitik (terjemahan literal - pemisahan, dekomposisi di bawah pengaruh listrik). Nama ini juga menunjukkan bahwa disosiasi terjadi oleh aksi arus listrik. Studi lebih lanjut menunjukkan bahwa ini tidak terjadi: ion hanya pembawa muatan dalam larutan dan ada di dalamnya terlepas dari apakah arus melewati larutan atau tidak. Dengan partisipasi aktif Svante Arrhenius, teori disosiasi elektrolitik dirumuskan, yang sering dinamai menurut nama ilmuwan ini. Ide utama dari teori ini adalah bahwa elektrolit terurai secara spontan menjadi ion di bawah aksi pelarut. Dan ion-ion inilah yang merupakan pembawa muatan dan bertanggung jawab atas konduktivitas listrik larutan.

Arus listrik adalah gerakan terarah dari partikel bermuatan bebas. Anda sudah tahu bahwa larutan dan lelehan garam dan alkali bersifat konduktif secara listrik, karena tidak terdiri dari molekul netral, tetapi partikel bermuatan - ion. Ketika dilebur atau dilarutkan, ion menjadiGratis pembawa muatan listrik.

Proses penguraian suatu zat menjadi ion bebas ketika larut atau meleleh disebut disosiasi elektrolitik.

2. Inti dari proses disosiasi elektrolitik garam

Inti dari disosiasi elektrolitik adalah bahwa ion menjadi bebas di bawah pengaruh molekul air. Gambar 1. Proses penguraian elektrolit menjadi ion digambarkan menggunakan persamaan kimia. Mari kita tulis persamaan disosiasi natrium klorida dan kalsium bromida. Ketika satu mol natrium klorida dipisahkan, satu mol kation natrium dan satu mol anion klorida terbentuk.NaCl ⇄ Na + + Cl-

Ketika satu mol kalsium bromida berdisosiasi, satu mol kation natrium dan dua mol anion bromida terbentuk.

CaBr2 ⇄ Ca2 + + 2Br-

Harap diperhatikan: karena rumus untuk partikel netral secara elektris ditulis di sisi kiri persamaan, muatan total ion harus nol.

Kesimpulan : selama disosiasi garam, kation logam dan anion dari residu asam terbentuk.

3. Inti dari proses disosiasi elektrolitik alkali

Pertimbangkan proses disosiasi elektrolitik alkali. Mari kita tulis persamaan disosiasi dalam larutan kalium hidroksida dan barium hidroksida.

Ketika satu mol kalium hidroksida berdisosiasi, satu mol kation kalium dan satu mol anion hidroksida terbentuk.KOH ⇄ K + + OH-

Ketika satu mol barium hidroksida berdisosiasi, satu mol kation barium dan dua mol anion hidroksida terbentuk.Ba(OH)2 ⇄ Ba2 + + 2 OH-

Kesimpulan: selama disosiasi elektrolitik alkali, kation logam dan anion hidroksida terbentuk.

Basa yang tidak larut dalam air praktis tidak mengalami disosiasi elektrolitik, karena mereka praktis tidak larut dalam air, dan ketika dipanaskan, mereka terurai, sehingga tidak dapat dicairkan.

4. Inti dari proses disosiasi elektrolitik asam

Pertimbangkan proses disosiasi elektrolitik asam. Molekul asam dibentuk oleh ikatan polar kovalen, yang berarti bahwa asam tidak terdiri dari ion, tetapi molekul.

Timbul pertanyaan - bagaimana kemudian asam berdisosiasi, yaitu, bagaimana partikel bermuatan bebas terbentuk dalam asam? Ternyata ion terbentuk dalam larutan asam selama pembubaran.

Pertimbangkan proses disosiasi elektrolitik hidrogen klorida dalam air, tetapi untuk ini kami menuliskan struktur molekul hidrogen klorida dan air. Kedua molekul tersebut dibentuk oleh ikatan polar kovalen. Kerapatan elektron dalam molekul hidrogen klorida bergeser ke arah atom klor, dan dalam molekul air - ke arah atom oksigen. Molekul air mampu melepaskan kation hidrogen dari molekul hidrogen klorida, sedangkan kation hidronium H3O+ terbentuk.

Maka persamaan disosiasi hidrogen klorida terlihat seperti ini:HCl ⇄ H + + Cl-

5. Disosiasi asam secara bertahap

Disosiasi bertahap asam sulfat

Pertimbangkan proses disosiasi elektrolitik asam sulfat. Asam sulfat terdisosiasi bertahap, dalam dua tahap.

I-I tahap disosiasi

Pada tahap pertama, satu kation hidrogen dihilangkan dan anion hidrosulfat terbentuk.

H2SO4 ⇄ H + + HSO4-

anion hidrosulfat.

II - I tahap disosiasi

Pada tahap kedua, disosiasi lebih lanjut dari anion hidrosulfat terjadi.HSO4- ⇄ H + + SO42-

Tahap ini reversibel, yaitu ion sulfat - yang terbentuk dapat menambahkan kation hidrogen ke dirinya sendiri dan berubah menjadi anion hidrosulfat -. Hal ini ditunjukkan dengan tanda reversibilitas.

Ada asam yang tidak sepenuhnya terdisosiasi bahkan pada tahap pertama - asam seperti itu lemah. Misalnya, asam karbonat 2СО3.

Indeks hidrogen mencirikan konsentrasi ion hidrogen bebas dalam air.

Untuk kenyamanan tampilan, indikator khusus diperkenalkan, yang disebut pH, yang merupakan logaritma dari konsentrasi ion hidrogen yang diambil dengan tanda yang berlawanan, yaitu pH = -log.

Sederhananya, nilai pH ditentukan oleh rasio kuantitatif ion H dalam air + dan dia - terbentuk selama disosiasi air. Jika air memiliki kandungan ion hidrogen bebas yang lebih rendah (pH> 7) dibandingkan dengan ion OH - , maka air akan mengalami reaksi basa, dan dengan peningkatan kandungan ion H + (NS<7)- кислую. В идеально чистой дистиллированной воде эти ионы будут уравновешивать друг друга. В таких случаях вода нейтральна и рН=7. При растворении в воде различных химических веществ этот баланс может быть нарушен, что приводит к изменению уровня рН.

Refleksi: buat syncwine

D / Z:

Ringkasan pelajaran

Dalam pelajaran ini, Anda telah mempelajari bahwa larutan asam, garam, dan alkali bersifat konduktif, karena ketika dilarutkan, partikel bermuatan - ion terbentuk. Proses ini disebut disosiasi elektrolitik. Ketika garam berdisosiasi, kation logam dan anion dari residu asam terbentuk. Ketika alkali terdisosiasi, kation logam dan anion hidroksida terbentuk. Selama disosiasi asam, kation hidrogen dan anion dari residu asam terbentuk.

Arus listrik adalah gerakan terarah dari partikel bermuatan bebas ... Dalam logam, gerakan ini dilakukan oleh elektron yang relatif bebas, gas elektron. Namun tidak hanya logam yang mampu menghantarkan arus listrik.

Elektrolit adalah zat yang larutan atau lelehannya menghantarkan arus listrik.

Non elektrolit adalah zat yang larutan atau lelehannya tidak dapat menghantarkan arus listrik.

Untuk menggambarkan konduktivitas listrik dari beberapa larutan, perlu dipahami apa itu larutan. Pada akhir abad ke-19, ada 2 teori utama solusi

· Fisik... Menurut teori ini, larutan adalah campuran komponen mekanis murni dan tidak ada interaksi antara partikel di dalamnya. Dia menggambarkan sifat-sifat elektrolit dengan baik, tetapi mengalami kesulitan tertentu dalam menggambarkan larutan elektrolit.

· Bahan kimia... Menurut teori ini, pada saat pelarutan, reaksi kimia terjadi antara zat terlarut dan pelarut. Ini dikonfirmasi oleh adanya efek termal pada pembubaran, juga dengan perubahan warna. Misalnya, ketika tembaga sulfat anhidrat putih dilarutkan, larutan biru jenuh terbentuk.

Yang benar adalah di antara dua ekstrem ini. Yaitu , baik proses kimia dan fisika berlangsung dalam larutan.

Pada tahun 1887, fisikawan Swedia - ahli kimia Svante Arrhenius, menyelidiki konduktivitas listrik larutan berair, menyarankan bahwa dalam larutan tersebut, zat terurai menjadi partikel bermuatan - ion yang dapat bergerak ke elektroda - katoda bermuatan negatif dan anoda bermuatan positif.

Ini adalah alasan untuk arus listrik dalam larutan. Proses ini disebut disosiasi elektrolitik(terjemahan literal - pemisahan, dekomposisi di bawah pengaruh listrik). Nama ini juga menunjukkan bahwa disosiasi terjadi oleh aksi arus listrik. Penelitian lebih lanjut telah menunjukkan bahwa ini tidak terjadi: ion sajapembawa muatan dalam larutan dan ada di dalamnya terlepas dari apakah itu melewatilarutan saat ini atau tidak. Dengan partisipasi aktif Svante Arrhenius, teori disosiasi elektrolitik dirumuskan, yang sering dinamai menurut nama ilmuwan ini. Ide utama dari teori ini adalah bahwa elektrolit terurai secara spontan menjadi ion di bawah aksi pelarut. Dan ion-ion inilah yang merupakan pembawa muatan dan bertanggung jawab atas konduktivitas listrik larutan.

1. Elektrolit dalam larutan di bawah aksi pelarut secara spontan terurai menjadi ion. Proses ini disebut disosiasi elektrolit. Disosiasi juga dapat terjadi ketika elektrolit padat dilelehkan.

2. Ion berbeda dari atom dalam komposisi dan sifat. Dalam larutan berair, ion berada dalam keadaan terhidrasi. Ion dalam keadaan terhidrasi berbeda dalam sifat mereka dari ion dalam keadaan gas suatu zat. Ini dijelaskan sebagai berikut: senyawa ionik awalnya sudah ada kation dan anion. Ketika dilarutkan, molekul air mulai mendekati ion bermuatan - kutub positif ke ion negatif, kutub negatif ke positif. Ion disebut terhidrasi.

3. Dalam larutan atau lelehan elektrolit, ion bergerak secara kacau, tetapi ketika arus listrik dilewatkan, ion bergerak searah: kation - ke katoda, anion - ke anoda.

Dalam terang teori disosiasi elektrolitik, adalah mungkin untuk mendefinisikan basa, asam dan garam sebagai elektrolit.

Yayasan- ini adalah elektrolit, sebagai hasil dari disosiasi yang dalam larutan berair, hanya satu jenis anion yang terbentuk: anion hidroksida: OH -

NaOH Na + + OH -

Disosiasi basa yang mengandung beberapa gugus hidroksil terjadi secara bertahap.

Ba (OH) 2 Ba (OH) + + OH - Tahap pertama

Ba (OH) + Ba 2+ + 2OH - Tahap kedua

Ba (OH) 2 Ba 2+ + 2 OH - Persamaan keseluruhan

asam- ini adalah elektrolit, sebagai hasil dari disosiasi yang dalam larutan berair, hanya satu jenis kation yang terbentuk: H +

HNO 3 H + + NO 3 -

Asam polibasa terdisosiasi secara bertahap

H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 - Tahap pertama:

H 2 PO 4 - H + + HPO 4 2- Tahap kedua:

HPO 4 2- H + + PO 4 3- Tahap ketiga:

H 3 PO 4 3H + + PO 4 3- Jumlah persamaan

Garam adalah elektrolit yang terdislokasi dalam larutan berair menjadi kation logam dan anion residu asam.
Na 2 SO 4 2Na + + SO 4 2−

garam sedang ini adalah elektrolit yang terdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation logam atau kation amonium, dan anion dari residu asam.

garam dasar- ini adalah elektrolit yang terdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation logam, anion hidroksida dan anion dari residu asam.

garam asam ini adalah elektrolit yang terdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation logam, kation hidrogen dan anion residu asam.

garam ganda- ini adalah elektrolit yang terdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation dari beberapa logam dan anion dari residu asam.

KAl (SO 4) 2 K + + Al 3+ + 2SO 4 2

garam campuran- ini adalah elektrolit yang terdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation logam dan anion dari beberapa residu asam

Disosiasi elektrolitik, pada tingkat tertentu, merupakan proses reversibel. Tetapi setelah pelarutan beberapa senyawa, kesetimbangan disosiasi sebagian besar bergeser ke arah bentuk terdisosiasi. Dalam larutan elektrolit seperti itu, disosiasi hampir tidak dapat diubah. Oleh karena itu, ketika menulis persamaan untuk disosiasi zat-zat tersebut, tanda sama dengan atau panah lurus ditulis, yang menunjukkan bahwa reaksi hampir tidak dapat diubah. Zat seperti itu disebut kuat elektrolit.

Lemah elektrolit disebut, di mana disosiasi terjadi sedikit. Saat menulis, gunakan tanda reversibilitas.Tab. 1.

Untuk penilaian kuantitatif kekuatan elektrolit, konsep diperkenalkan derajat elektrolit disosiasi .

Kekuatan elektrolit juga dapat dicirikan oleh: konstanta kesetimbangan kimia disosiasi. Konstanta disosiasi disebut.

Faktor-faktor yang mempengaruhi derajat disosiasi elektrolitik:

Sifat elektrolit

Konsentrasi elektrolit dalam larutan

· Suhu

ELEKTROLIT KUAT

ELEKTROLIT LEMAH

Tingkat disosiasi pada 18 ° C dalam larutan dengan konsentrasi elektrolit 0,1 mol / L mendekati 100%, disosiasi hampir tidak dapat diubah.

Tingkat disosiasi pada 18 ° C dalam larutan dengan konsentrasi elektrolit 0,1 mol / L secara signifikan kurang dari 100% Disosiasi tidak dapat diubah.

Beberapa asam anorganik (HNO 3, HClO 4, HI, HCl, HBr, H 2 SO 4)

Hidroksida logam, kecuali untuk gugus IA dan IIA, larutan amonia

Banyak asam anorganik (H 2 S, HCN, HClO, HNO 2)

Asam organik (HCOOH, CH3COOH)

Reaksi dalam larutan elektrolit berlangsung dalam arah ikatan ion.

Ada beberapa bentuk pengikatan ion.

1. Pembentukan sedimen

2. Evolusi gas

3. Pembentukan elektrolit lemah.

· satu. Pembentukan sedimen:

BaCl 2 + Na 2 CO 3 → BaCO 3 + 2NaCl.

Ba 2+ + 2Cl - + 2Na + + CO 3 2- → BaCO 3 + 2Na + + 2Cl - menyelesaikan persamaan ion

Ba 2+ + CO 3 2- → BaCO 3 persamaan ion yang dipersingkat.

Persamaan ion yang disingkat menunjukkan bahwa interaksi setiap senyawa terlarut yang mengandung ion Ba2+ dengan senyawa yang mengandung anion karbonat CO 3 2 akan menghasilkan endapan BaCO 3 yang tidak larut.

· 2. Evolusi gas.

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2

2Na + + CO 3 2- + 2H + + SO 4 2 - → 2Na + + SO 4 2 - + H 2 O + CO 2 selesaikan persamaan ion

2H + + CO 3 2- → H 2 O + CO 2 disingkat persamaan ion.

· 3. Pembentukan elektrolit lemah

KOH + HBr → KBr + H 2 O

K + + OH - + H + + Br - → K + + Br - + H 2 O menyelesaikan persamaan ionik

OH - + H + → H 2 O disingkat persamaan ion.

Mempertimbangkan contoh-contoh ini, kami memastikan bahwa semua reaksi dalam larutan elektrolit terjadi dalam arah pengikatan ion.

Tujuan pekerjaan. Untuk memperoleh keterampilan dalam menyusun persamaan molekul dan ion dari reaksi yang terjadi dalam larutan elektrolit. Belajar untuk menentukan arah jalannya reaksi ionik.

Ketika beberapa zat dilarutkan dalam air (atau pelarut polar lainnya) di bawah pengaruh molekul pelarut, molekul zat ini terurai menjadi ion. Sebagai hasil dari proses ini, larutan tidak hanya mengandung molekul pelarut dan zat terlarut, tetapi juga ion yang terbentuk. Larutan zat yang, ketika dilarutkan dalam air atau pelarut polar lainnya, terurai menjadi ion disebut elektrolit.

Proses penguraian molekul zat terlarut (elektrolit) menjadi ion di bawah aksi molekul pelarut polar disebut disosiasi elektrolitik.

Larutan elektrolit memiliki konduktivitas ionik (ion berpartisipasi dalam transfer muatan listrik) dan merupakan konduktor jenis kedua.

Karakteristik kuantitatif dari proses penguraian zat terlarut menjadi ion adalah tingkat disosiasi elektrolitik - . Derajat disosiasi adalah rasio jumlah molekul zat terlarut yang meluruh menjadi ion dalam larutan (n) dengan jumlah total molekul terlarut (N):

Derajat disosiasi elektrolitik ditentukan secara empiris dan dinyatakan dalam pecahan satuan atau dalam persen. Derajat disosiasi elektrolit tergantung pada sifat elektrolit, konsentrasi dan suhu.

Menurut derajat disosiasi elektrolit dalam larutan dengan konsentrasi molar

pemusatan setara dengan 0,1 mol / L (0,1 N.), larutan bersyarat

dibagi menjadi tiga kelompok: elektrolit kuat, lemah dan sedang. Jika di

0,1 n. larutan elektrolit > 0,3 (30 \%) elektrolit dianggap kuat, 0,03 (3 \%) - elektrolit lemah. Elektrolit dengan nilai menengah dari tingkat disosiasi dianggap rata-rata.

Elektrolit kuat, jika pelarutnya adalah air, adalah

- asam: HNO3, H2SO4, HCNS, HCl, HClO3, HClO4, HBr, HBrO3, HBrO4, HI, HIO3 HMnO4, H2SeO4, HReO4, HTcO4; serta asam 2СrO4, H4P2O7, H2S2O6 yang kuat pada tahap pertama disosiasi, yaitu ketika ion H + pertama dihilangkan;

- basa: hidroksida alkali (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) dan logam alkali tanah (Ca, Sr, Ba, Ra): LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH, Ca (OH) 2 , Ba(OH)2, Sr(OH)2; Ra(OH)2; serta TlOH;

- kebanyakan garam. Pengecualian: Fe (SCN) 3, Mg (CN) 2, HgCl2, Hg (CN) 2.

Elektrolit lemah meliputi:

- asam: H2CO3, ClO, H2S, H3BO3, HCN, H2SO3, H2SiO3, CH3COOH, HCOOH, H2C2O4, dll. (Lampiran, Tabel 2);

- basa (elemen p- dan d): Be (OH) 2, Mg (OH) 2, Fe (OH) 2, Zn (OH) 2; amonium hidroksida NH4OH, serta basa organik - amina (CH3NH2) dan amfolit (H3N + CH2COOˉ).

Air adalah elektrolit yang sangat lemah (H2O) = 2 10-9, yaitu.

Molekul air juga dapat meluruh menjadi ion karena interaksi molekul satu sama lain.

Elektrolit kuat adalah zat yang, ketika dilarutkan dalam air, terurai sempurna menjadi ion, yaitu, terdisosiasi hampir sepenuhnya. Setelah memutuskan ikatan antara ion dalam molekul elektrolit di bawah aksi molekul air, ion yang terbentuk mengelilingi dirinya dengan molekul air dan karena itu berada dalam keadaan terhidrasi dalam larutan. Dengan memperhatikan hidrasi ion, persamaan disosiasi elektrolit dapat ditulis sebagai berikut:

Na + Clˉ (k) + (x + y) H2O + +

Persamaan disosiasi elektrolit kuat ditulis dengan cara yang disederhanakan,

Sebagai contoh:

NaCl → Na + + Clˉ;

HNO3 → H + + NO3ˉ;

а (ОН) 2 → а2 + + 2ОНˉ

Elektrolit lemah termasuk zat yang, ketika dilarutkan dalam air, sebagian terdisosiasi menjadi ion. Kesetimbangan terbentuk antara ion-ion, yang konsentrasinya dalam larutan rendah, dan molekul-molekul tak terdisosiasi yang sebenarnya ada:

CH3COOH CH3COOˉ + H +; H2O H + + OHˉ.

Rekaman seperti itu berarti bahwa dua

proses: peluruhan molekul menjadi ion dan pembentukan molekul dari ion. Kesetimbangan dalam larutan elektrolit lemah digeser ke arah produk awal; oleh karena itu, elektrolit lemah dalam larutan ada terutama dalam bentuk molekul.

Sifat kimia larutan elektrolit bergantung pada sifat ion dan molekul dalam larutan. Arah reaksi antara ion dan molekul dalam larutan elektrolit ditentukan oleh kemungkinan terbentuknya zat yang sukar larut atau elektrolit lemah. Jika, sebagai akibat dari reaksi, pembentukan zat yang sukar larut atau elektrolit lemah tidak terjadi, maka reaksi seperti itu tidak dapat dilanjutkan. Misalnya, ketika larutan natrium nitrat dan kalium klorida digabungkan, reaksi tidak berlangsung, karena reaksi pertukaran tidak dapat membentuk zat yang sukar larut atau elektrolit lemah dari ion dalam larutan. Garam-garam ini termasuk elektrolit kuat dan larut dengan baik dalam air, oleh karena itu, mereka akan menemukan:

campuran ion:

Na + + NO3ˉ + K + + Clˉ,

yang terdiri dari bahan awal. Akibatnya, dalam hal ini tidak mungkin untuk menulis persamaan molekuler dari reaksi pertukaran

NaNO3 + KCl KNO3 + NaCl.

Reaksi yang terjadi dalam larutan dapat dinyatakan sebagai:

persamaan reaksi molekuler;

Persamaan ion-molekul (lengkap atau disingkat).

Persamaan reaksi yang hanya berisi rumus untuk zat yang tidak terdisosiasi disebut persamaan molekul. Bentuk molekul persamaan menunjukkan zat mana dan dalam jumlah berapa yang terlibat dalam reaksi. Ini memungkinkan Anda untuk membuat perhitungan yang diperlukan terkait dengan reaksi yang diberikan. Persamaan yang mengandung rumus untuk elektrolit lemah yang tidak terdisosiasi dan ion dari elektrolit kuat disebut persamaan reaksi ionik atau ionik-molekul lengkap.

Mengurangi produk identik di sisi kiri dan kanan persamaan reaksi ionik-molekul, kami memperoleh persamaan reaksi ionik yang disingkat atau pendek. Persamaan ionik yang tidak mengandung zat identik (ion atau molekul) di sisi kiri dan kanan reaksi disebut persamaan ionik yang disingkat atau singkat dari reaksi. Persamaan ini mencerminkan esensi dari reaksi yang terjadi.

Saat menulis persamaan reaksi ionik, perlu diingat:

1) elektrolit kuat harus dicatat sebagai co-terpisah

ion yang menempatkan mereka;

2) elektrolit lemah dan zat yang sukar larut harus dicatat

dilepaskan dalam bentuk molekul.

Sebagai contoh, perhatikan interaksi soda dengan asam. Dalam persamaan molekuler reaksi, bahan awal dan produk reaksi ditulis dalam bentuk molekul:

Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O.

Mempertimbangkan bahwa dalam larutan berair, molekul elektrolisis

meluruh menjadi ion, persamaan ion lengkap dari reaksi ini memiliki bentuk

CO2–

Dalam persamaan ion, elektrolit lemah, gas, dan zat yang sukar larut ditulis dalam bentuk molekul. Tanda pada rumus suatu zat berarti zat tersebut telah dikeluarkan dari bidang reaksi dalam bentuk

sedimen, dan tanda tersebut menunjukkan bahwa zat tersebut dikeluarkan dari bidang reaksi dalam bentuk gas.

Zat yang molekulnya benar-benar terdisosiasi menjadi ion (elektrolit kuat) dicatat sebagai ion. Jumlah muatan listrik di ruas kiri persamaan harus sama dengan jumlah muatan listrik di ruas kanan.

Saat menulis persamaan ion, seseorang harus dipandu oleh tabel kelarutan asam, basa dan garam dalam air, yaitu, pastikan untuk memeriksa kelarutan reagen dan produk, mencatat ini dalam persamaan, serta tabel disosiasi. konstanta elektrolit lemah (Lampiran, tabel. 1 dan 2). Mari kita perhatikan contoh penulisan beberapa persamaan ion-molekul.

Contoh 1. Pembentukan senyawa yang sukar dan sukar larut (sedimen).

a) Pembentukan barium sulfat

Persamaan reaksi molekul:

BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl.

Persamaan reaksi ionik (ionik-molekul) penuh:

Ba2 + + 2Clˉ + 2Na + + SO4 = BaSO4 + 2Na

CO2–

CO2 + H2O (disingkat persamaan ion).

Contoh 3. Pembentukan elektrolit lemah.

2Na + + 2OH– + 2H + + SO2–

(persamaan ion lengkap)

2OH– + 2H + = 2H2O (disingkat persamaan ion).

Reaksi netralisasi asam kuat dengan basa kuat direduksi menjadi interaksi ion hidrogen dengan ion hidroksida;

b.asam lemah :

2NaNO2 + H2SO4 = 2HNO2 + Na2SO4 (persamaan molekuler)

NH +

(persamaan ion lengkap)

NH4OH (disingkat persamaan ion).

Basa kuat menggantikan basa lemah dari garamnya.

Contoh 4. Bila di antara senyawa awal dan produk reaksi terdapat elektrolit lemah atau zat yang sukar larut, maka persamaan tersebut menggunakan -

Tanda kesetimbangan Xia "⇄". Kesetimbangan dalam reaksi bergeser ke arah elektrolit yang lebih lemah atau zat yang sukar larut, yang dilambangkan

ikon (↷) ..

a) CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

CH3COOН + CH3COOˉ + H2O (↷).

Sebagai hasil dari reaksi, elektrolit yang lebih lemah terbentuk - air. Setara

ini bergeser ke arah reaksi langsung.

b) CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4;

CaSO4 + 2 Na + + CO 2–

CaCO3 + 2 Na +

Sebagai hasil dari reaksi, garam yang kurang larut terbentuk - kalsium karbonat

tion. Keseimbangan bergeser ke arah reaksi langsung.

Contoh 5. Buatlah tiga persamaan reaksi molekuler yang mungkin,

sesuai dengan persamaan ion yang disingkat: CH3COO– + H + = CH3COOH.

Larutan. Ion bebas 3СОО– dan + ditunjukkan di sisi kiri persamaan ion. Ion-ion ini terbentuk selama disosiasi dari setiap elektrolit kuat yang larut. Ion 3СОО– dapat terbentuk selama disosiasi, misalnya, garam 3СОО, NaCH3COO, Mg (CH3COO) 2; donor Io-

H+ baru dapat berupa asam kuat apa saja. persamaan reaksi molekuler,

yang sesuai dengan persamaan molekul-ionik ini, dapat menjadi:

1. KCH3COO + HCl = CH3COOH + KCl;

2. NaCH3COO + HNO3 = CH3COOH + NaNO3;

3. Mg (CH3COO) 2 + H2SO4 = 2 CH3COOH + MgSO4.

Rekayasa keselamatan

1. Berhati-hatilah saat bekerja dengan larutan asam dan basa, jangan sampai terkena kulit dan pakaian.

2. Jika selama percobaan produk gas beracun dilepaskan, maka pastikan untuk melakukan percobaan di lemari asam dengan ventilasi yang berfungsi.

3. Berhati-hatilah saat bekerja dengan garam beracun dan larutannya (garam barium, kromium, tembaga, dll.).