Хімія. 9 клас. Попель

§ 8. Ступінь електролітичної дисоціації. Слабкі та сильні електроліти

Матеріал параграфа допоможе вам:

  • з'ясувати, що називають ступенем електролітичної дисоціації сполуки;
  • характеризувати електроліти за ступенем їх дисоціації.

Ступінь електролітичної дисоціації. Йонні речовини дисоціюють у водному розчині повністю, а молекулярні — частково. У другому випадку для кількісної характеристики цього процесу використовують величину, яку називають ступенем електролітичної дисоціації. (Для спрощення друге слово в назві терміна далі не вказуватимемо.)

Ступінь дисоціації — це відношення кількості молекул електроліту, які розпалися на йони, до кількості його молекул перед дисоціацією.

Ступінь дисоціації позначають грецькою літерою α (альфа). Цю фізичну величину виражають часткою від одиниці або у відсотках:

У наведених формулах N(диc.) — кількість молекул електроліту, що розпалися на йони; N(зaг.) — кількість молекул електроліту до дисоціації.

Інтервали значень ступеня дисоціації:

0 < α < 1,

або 0 % < α < 100 %.

У поданих вище формулах кількість молекул, які зазнали дисоціації, можна замінити на кількість катіонів або аніонів, що утворилися. Врахувавши, наприклад, що кожна молекула нітратної кислоти при дисоціації утворює один катіон Н+ і один аніон NO-3

HNO3 ⇄ Н+ + NO-3, отримуємо:

У вираз для ступеня дисоціації можна записати і кількості речовини електроліту — ту, яка продисоціювала (в чисельнику), і загальну, тобто до дисоціації (у знаменнику):

• Обґрунтуйте цю формулу.

ЗАДАЧА. У розчині кислоти HA на кожну пару йонів Н+ і A- припадає чотири молекули сполуки. Обчислити ступінь дисоціації кислоти.

Слабкі та сильні електроліти. Якщо значення ступеня дисоціації дорівнює, наприклад, 0,01 чи 0,001 (1 % чи 0,1 %), то сполука незначною мірою розпадається на йони в розчині. Її називають слабким електролітом. Якщо ж значення α наближається до одиниці, або до 100 % (становить, наприклад, 90 % чи 99 %), то сполука майже повністю дисоціює. Це — сильний електроліт.

Вам відомо, що йонні речовини — луги і солі — містяться в розчинах лише у вигляді відповідних йонів. Для цих речовин α = 1 (100 %), і всі вони належать до сильних електролітів.

Щодо кислот (молекулярних речовин), то деякі з них розпадаються в розчинах на йони майже повністю, а деякі — незначною мірою. Перші називають сильними кислотами, другі — слабкими кислотами. Існують також кислоти середньої сили.

Наводимо приклади найважливіших кислот кожного типу; їх формули записано в порядку зменшення ступеня дисоціації сполук у розчинах (форзац ІІ):

У 8 класі ми назвали сильними кислотами ті, які активно реагують із багатьма речовинами. Тепер ви знаєте, що в розчинах таких кислот міститься найбільше катіонів Гідрогену. Отже, хімічна активність кислоти залежить від кількості йонів Н+ у її розчині.

У попередньому параграфі зазначалося, що багатоосновні кислоти дисоціюють у кілька стадій. Кожну стадію можна охарактеризувати відповідним ступенем дисоціації:

H2SO4 ⇄ H+ + HSO-4 α1— ступінь дисоціації за першою стадією;

HSO-4 H+ + SO2-4 α2 — ступінь дисоціації за другою стадією.

Кислота дисоціює за першою стадією повніше, ніж за другою: α1 > α2. Це зумовлено двома причинами:

• йону Н+ легше відокремитися від електронейтральної частинки — молекули H2SO4 (перша стадія дисоціації), ніж від протилежно зарядженої — йона HSO-4 (друга стадія);

• двозарядний йон SO2-4 міцніше сполучається з катіоном Н+ (це зменшує дисоціацію за другою стадією), ніж однозарядний йон HSO-4.

ВИСНОВКИ

Ступінь дисоціації — це відношення кількості молекул електроліту, які розпалися на йони, до загальної (початкової) кількості його молекул. Ступінь дисоціації також виражають у відсотках.

Якщо електроліт розпадається на йони незначною мірою, його називають слабким, а якщо повністю або майже повністю — сильним. Серед кислот є електроліти обох типів, а луги і солі належать до сильних електролітів, оскільки складаються з йонів.

  • 57. Що таке ступінь електролітичної дисоціації? На які групи поділяють електроліти залежно від значень цієї фізичної величини?
  • 58. Серед наведених слів і словосполучень виберіть те, яке пропущено в реченні «Речовини, що складаються з йонів, виявляють властивості ... електролітів»:

а) сильних;

б) слабких;

в) як сильних, так і слабких.

  • 59. Серед наведених слів і словосполучень виберіть те, яким треба закінчити речення «Речовини, що виявляють у водних розчинах властивості сильних електролітів, складаються з ... »:

а) йонів;

б) молекул;

в) йонів, а іноді — з молекул;

г) молекул, а іноді — з йонів.

  • 60. Запишіть різні математичні вирази для розрахунку ступеня дисоціації хлоридної кислоти.
  • 61. Сильним чи слабким електролітом є кислота НА, якщо в її водному розчині:

а) із кожних 20 молекул НА не розпалися на йони 17 молекул;

б) на кожну молекулу НА припадає шість йонів?

  • 62. Яких частинок у водному розчині сульфатної кислоти найбільше, а яких — найменше: молекул H2SO4, йонів SO2-4, HSO-4, H+? Відповідь поясніть.
  • 63. Яка формула для розрахунку ступеня дисоціації сульфатної кислоти за другою стадією правильна і чому: