Под действием электрического тока положительные ионы движутся к катоду: Основные положения теории электролитической диссоциации. Урок-лекция с использованием мультимедийной презентации

Теория электрической диссоциации

Электролитическая диссоциация — процесс распада электролита на ионы при его растворении или плавлении.

Классическая теория электролитической диссоциации была создана С. Аррениусом и В. Оствальдом в 1887 году. Аррениус придерживался физической теории растворов, не учитывал взаимодействие электролита с водой и считал, что в растворах находятся свободные ионы. Русские химики И. А. Каблукови В. А. Кистяковский применили для объяснения электролитической диссоциации химическую теорию растворов Д. И. Менделеева и доказали, что при растворении электролита происходит его химическое взаимодействие с водой, в результате которого электролит диссоциирует на ионы.

Классическая теория электролитической диссоциации основана на предположении о неполной диссоциации растворённого вещества, характеризуемой степенью диссоциации α, т. е. долей распавшихся молекул электролита. Динамическое равновесие между недиссоциированными молекулами и ионами описывается законом действующих масс .

Вещества, распадающиеся на ионы, называют электролитами. Электролиты – вещества с ионной или сильно ковалентной связью: кислоты, основания, соли. остальные вещества – неэлектролиты; к ним относятся вещества с неполярной или слабо полярной ковалентной связью; например, многие органические соединения.

Основные положения ТЭД (Теории электролитической диссоциации):

Молекулы распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы (простые и сложные).

Под действием электрического тока катионы (положительно заряженные ионы движутся к катоду(-), а анионы (отрицательно заряженные ионы) к аноду(+)

Степень диссоциации зависит от природы вещества и растворителя, концентрации, температуры.

Если степень диссоциации зависит от природы вещества, то можно судить, что существует разграничение между определёнными группами веществ.

Большая степень диссоциации присуща сильным электролитам (большинству оснований, солям, многим кислотам). Стоит учесть, что распад на ионы – обратимая реакция. Так же стоит сказать, что в данной теме не будут разобраны примеры диссоциации двойных и основных солей, их диссоциация описана в теме “соли”.

Примеры сильных электролитов:

NaOH, K₂SO₄, HClO₄

Уравнения диссоциации:

NaOH⇄Na⁺+OH^—

K₂SO₄⇄2K⁺+SO₄^2-

HClO₄⇄H⁺+ClO₄^—

Количественной характеристикой силы электролитов является степень диссоциации (α) – отношение молярной концентрации продиссоциировавшего электролита к его общей молярной концентрации в растворе.

Степень диссоциации выражается в долях единицы или в процентах. Интервал значений – от 0 до 100%.

α = 0%  относится к неэлектролитам (диссоциация отсутствует)

0% <α < 100%  относится к слабым электролитам (диссоциация неполная)

α = 100% относится к сильным электролитам (полная диссоциация)

Так же стоит помнить про количество ступеней диссоциации, например:

Диссоциация раствора H₂SO₄

H₂ SO₄⇄H⁺+HSO₄^—

HSO₄^—⇄H⁺+SO₄^2-

У каждой ступени диссоциации своя степень диссоциации.

Например, диссоциация солей CuCl₂, HgCl₂:

CuCl₂⇄Cu²⁺+2Cl^—
диссоциация протекает полностью

А в случае с хлоридом ртути диссоциация идёт неполностью и то не до конца.

HgCl₂⇄HgCl⁺+Cl^—

Возвращаясь же к раствору серной кислоты, стоит сказать, что степень диссоциации обеих ступеней разбавленной кислоты гораздо больше, чем у концентрированной. При диссоциации концентрированного раствора очень много молекул вещества и большая концентрация гидроанионов  HSO₄^—.

У многоосновных кислот и многокислотных оснований диссоциация идёт в несколько ступеней (в зависимости от основности).

Перечислим сильные и слабые кислоты и приступим к уравнениям ионного обмена:

Сильные кислоты ( HCl, HBr, HI, HClO₃, HBrO₃, HIO₃, HClO₄, H₂SO₄, H₂SeO₄,HNO₃, HMnO₄, H₂Cr₂O₇)

Слабые кислоты (HF, H₂S, H₂Se, HClO, HBrO, H₂SeO₃, HNO₂,H₃PO₄, H₄SiO₄, HCN, H₂CO₃, CH₃COOH)

Химические реакции в растворах и расплавах электролитов протекают с участием ионов. В таких реакциях степени окисления элементов не изменяются, и сами реакции называются реакциями ионного обмена.

Реакции ионного обмена будут протекать до конца (необратимо) , если образуются малорастворимые или практически нерастворимые вещества (они выпадают в осадок), летучие вещества (выделяются в виде газов) или слабые электролиты (например, вода).

Реакции ионного обмена принято писать в три стадии:

1. Молекулярное уравнение

2. Полное ионное уравнение

3. Сокращенное ионное уравнение

При написании обязательно указывать осадки и газы, а так же руководствоваться таблицей растворимости.

Реакции, где все реагенты и продукты получились растворимые в воде, не протекают.

Несколько примеров:

Na₂ CO₃+H₂SO₄→Na₂ SO₄+CO₂↑+H₂O

2Na⁺+CO₃^2-+2H⁺+SO₄^2-→2Na⁺+SO₄^2-+CO₂↑+H₂O

CO₃^2-+2H⁺→CO₂↑+H₂O

Сокращённое ионное уравнение получается с помощью вычёркивания одинаковых ионов из обеих частей полного ионного уравнения.

Если реакция ионного обмена идёт между двумя солями с образованием осадка, то следует брать два хорошо растворимых реагента. То есть, реакция ионного обмена пойдёт если растворимость реагентов будет выше, чем у одного из продуктов.

Ba(NO₃ )₂+Na₂
SO₄→BaSO₄↓+2NaNO₃

Иногда при написании реакций ионного обмена пропускают полное ионное уравнение и сразу пишут сокращенное.

Ba²⁺+SO₄^2-→BaSO₄↓

Для получения осадка малорастворимого вещества всегда надо выбирать хорошо растворимые реагенты в их концентрированных растворах.

Например:

2KF+FeCl₂→FeF₂↓+2KCl

Fe²⁺+2F^—→FeF₂↓

Данные правила подбора реагентов для осаждения продуктов справедливы только для солей.

Примеры реакций с выпадением осадков:

1.Ba(OH)₂+H₂ SO₄→BaSO₄↓+2H₂O

Ba²⁺+SO₄^2-→BaSO₄↓

2. AgNO₃+KI→AgI↓+KNO₃

Ag⁺+I^—→AgI↓

3.H₂S+Pb(NO₃)₂→PbS↓+2HNO₃

H₂S+Pb²⁺→PbS↓+2H⁺

4. 2KOH+FeSO₄→Fe(OH)₂↓+K₂
SO₄

Fe²⁺+2OH^—→Fe(OH)₂↓

Примеры реакций с выделением газов:

1.CaCO₃+2HNO₃→Ca(NO₃ )₂+CO₂↑+H₂O

CaCO₃+2H⁺→Ca²⁺+CO₂↑+H₂O

2. 2NH₄Cl+Ca(OH)₂→2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O

NH₄⁺+OH^—→NH₃↑+H₂O

3. ZnS+2HCl→H₂ S↑+ZnCl₂

ZnS+2H⁺→H₂S↑+Zn²⁺

Примеры реакций с образованием слабых электролитов:

1.Mg(CH₃COO)²+H₂SO₄→MgSO₄+2CH₃COOH

CH₃COO^—+H⁺→CH₃COOH

2. HI+NaOH→NaI+H₂O

H⁺+OH^—→H₂O

Рассмотрим применение изученного материала на конкретных заданиях, встречающихся на экзаменах:
№1.Среди веществ: NaCl, Na₂S, Na₂SO₄ – в реакцию с раствором Cu(NO3)₂ вступает(-ют)

1) толькоNa₂S

 2) NaCl и Na₂S

 3) Na₂Sи Na₂SO₄

4) NaCl и Na₂SO₄

Под словом “вступают” подразумевается “протекает реакция”, а как было сказано выше, реакция протекает если образовалось нерастворимое или малорастворимое вещество, выделился газ или образовался слабый электролит (вода).

Разберём варианты по очереди.

1) Cu(NO₃ )₂+Na₂S→CuS↓+2NaNO₃ образовался осадок.

2)NaCl+Cu(NO₃ )₂↛CuCl₂+2NaNO₃ все продукты являются хорошо растворимыми электролитами, это не газы, следовательно, реакция не протекает.

Протекает только реакция с Na₂S с образованием осадка

3)С Na₂S так же будет образование осадка как и в первых двух примерах.

Na₂ SO₄+Cu(NO₃ )₂↛CuSO₄+2NaNO₃  

Все продукты являются хорошо растворимыми электролитами, это не газы, следовательно, реакция не протекает.

4) С Na₂SO₄ реакция не протекает как в прошлом варианте ответа

NaCl+Cu(NO₃ )₂↛CuCl₂+2NaNO₃

Все продукты являются хорошо растворимыми электролитами, это не газы, следовательно, реакция не протекает.

Следовательно, подходит 1 вариант ответа.

№2. Газ выделяется при взаимодействии

1) MgCl₂и Ba(NO₃)₂

2) Na₂CO₃и CaCl₂

 3) NH₄ClиNaOH

4) CuSO₄ и KOH

 Слово “газ” в таких заданиях обозначает именно газы и легколетучие соединения.

В заданиях в качестве таких соединений обычно встречаются NH₃·H₂O, H₂CO₃ (в нормальных условиях проведения реакции разлагается на CO₂и H₂O, принято не писать полную формулу угольной кислоты, а сразу расписывать на газ и воду), H₂S.

Из представленных веществ выше мы не сможем получить H₂S, потому что отсутствует сульфид-ион во всех веществах. Так же не сможем получить углекислый газ, ибо для его получения из соли нужно добавить кислоту, а в паре с карбонатом натрия находится другая соль.

Мы можем получить газ в 3 варианте ответа.

NH₄Cl+NaOH→NH₃↑+NaCl+H₂O

Выделился газ с резким запахом.

Следовательно, подходит 3 вариант ответа.

№3.В реакцию с соляной кислотой вступает

1) нитрат серебра 

2) нитрат бария

3) серебро

4) оксид кремния

Среди реагентов есть два электролита, чтобы прошла реакция, нужно, чтоб выделился осадок.

С оксидом кремния соляная кислота не прореагирует, а серебро не вытеснит водород из соляной кислоты.

Ba(NO₃ )₂+2HCl→BaCl₂+2HNO₃ реакция не будет протекать, так как все продукты – растворимые электролиты

AgNO₃+HCl→AgCl↓+NaNO₃

Выпадет белый творожистый осадок нитрата серебра

Следовательно, подходит 1 вариант ответа.

Следующий пример задания, в отличие от первых трёх, взят из КИМа ЕГЭ 2017.

Первые три взяты из КИМа ОГЭ 2017

№4.

Установите соответствие между формулами веществ и реагентом, с помощью которого можно различить их водные растворы: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ РЕАГЕНТ

А) HNO₃ и H₂O                                                            1) CaCO₃

Б)KClи NaOH                                                              2) KOH

В)NaClи BaCl₂                                                             3) HCl

Г) AlCl₃и MgCl₂                                                            4) KNO₃

                                                                                       5) CuSO₄

Чтобы выполнить это задание, следует сначала понять, что под каждой буквой указаны два вещества, которые находятся в одном растворе и нужно подобрать вещество так, чтоб хотя бы одно из них вступило в качественную реакцию с веществом-реагентом, который дан под цифрой.

К раствору азотной кислоты добавим карбонат кальция, углекислый газ станет признаком реакции:

2HNO₃+CaCO₃→Ca(NO₃ )₂+CO₂↑+H₂O

Ещё, по логике, карбонат кальция не растворяется в воде, значит, во всех остальных растворах тоже не растворится, следовательно, к признакам реакции можно добавить растворение карбоната кальция, помимо выделения газа.

Раствор под буквой Б можно было бы различить с помощью соляной кислоты под цифрой 3, но только в случае, если было бы разрешено воспользоваться индикатором (фенолфталеин), который бы обесцветился после реакции, ибо произойдёт нейтрализация щёлочи.

Поэтому, можем различитьв растворе OH^—ион только при помощи 5 раствора (CuSO₄)

2NaOH+CuSO₄→Cu(OH)₂↓+Na₂ SO₄

Образовались кристаллики голубого цвета на две раствора.

Раствор под буквой В можем различить так же с помощью реактива под номером 5, ибо сульфат-ионы, соединяясь с барием сразу выпадут в белый кристаллический осадок, который не растворим в избытке даже самых сильных кислот.

BaCl₂+CuSO₄→CuCl₂+BaSO₄↓

Раствор под буквой Г нетрудно различить с помощью любой щелочи, т.к основания магния и алюминия при протекании реакции сразу выпадут в осадок. Щелочь представлена под цифрой 2

AlCl₃+3KOH→Al(OH)₃↓+3KCl

MgCl₂+2KOH→Mg(OH)₂↓+2KCl

Автор статьи: Симкин Егор Андреевич

Редактор: Харламова Галина Николаевна

Презентация по химии»Теория электролитической диссоциации»,9 класс

Инфоурок
›

Химия
›Презентации›Презентация по химии»Теория электролитической диссоциации»,9 класс

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Теория электролитической диссоциации УЧИТЕЛЬ ХИМИИ И БИОЛОГИИИ МКОУ БУТУРЛИНОВСКАЯ СОШ №4 ЧЁРНАЯ Т.М., ВЫСШАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ КАТЕГОРИЯ 2014 ГОД

2 слайд

Описание слайда:

Фарадей Майкл 22. IX.1791 – 25.VIII. 1867 Английский физик и химик. В первой половине 19 в. ввел понятие об электролитах и неэлектролитах.

3 слайд

Описание слайда:

Теория электролитической диссоциации (ТЭД) В 1887 году шведский учёный С. Аррениус для объяснения особенностей водных растворов веществ предложил теорию электролитической диссоциации. В дальнейшем эта теория была развита многими учёными. Сванте Аррениус

4 слайд

Описание слайда:

1 положение Все вещества по их способности проводить электрический ток в растворах делятся на электролиты и неэлектролиты К электролитам относятся все растворимые соли, кислоты, основания (щелочи) К неэлектролитам относятся все нерастворимые соли, основания, кислоты, простые вещества, оксиды и органические вещества При растворении в воде электролиты диссоциируют (распадаются) на положительные и отрицательные ионы

5 слайд

Описание слайда:

Вещества Электролиты – Неэлектролиты – проводят эл.ток в не проводят эл. ток в растворах растворах Тип химической связи: Тип химической связи: ионная, ковалентная неполярная и сильнополярная слабополярная К ним относятся вещества: К ним относятся вещества: соли простые вещества кислоты оксиды неметаллов основания органические вещества

6 слайд

Описание слайда:

Процесс распада электролита в на ионы называется электролитической диссоциацией. СЛОВАРЬ

7 слайд

Описание слайда:

2 положение При растворении в воде электролиты диссоциируют (распадаются) на положительные и отрицательные ионы Ионы – это положительно или отрицательно заряженные частицы, в которые превращаются атомы или группы атомов одного или нескольких элементов в результате отдачи или присоединения электронов В переводе с греческого «ион» — «странствующий»

8 слайд

Описание слайда:

ИОНЫ — это положительно или отрицательно заряженные частицы, в которые превращаются атомы или группы атомов в результате отдачи или присоединения электронов СЛОВАРЬ

9 слайд

Описание слайда:

Чем отличается металлический натрий от иона натрия? Атом натрия Na0 Ион натрия Na+ 11 p+ , 12n0 , 10 e 11 p+ , 12n0 , 11 e

10 слайд

Описание слайда:

Na0 легко отдает электроны, взаимодействует с водой (образуется NaOH и h3 ) Свойства ионов и атомов Na+ не отдает электроны, при взаимодействии с водой не образует NaOH и h3 ─ ─ ─ 2е,8е,1е ─ ─ 2е,8е

11 слайд

Описание слайда:

Ионы – заряженные частицы простые сложные Men+, H+, S2- Nh5+, OH-,SO42- положительные отрицательные Men+, H+, Nh5+ Cl- , CO3 2-, PO4 3- катионы анионы ИОНЫ ИОНЫ К(-) А(+) — — — — — — + + + + + +

12 слайд

Описание слайда:

3 положение Причиной диссоциации электролита является его взаимодействие с молекулами воды и разрыв химической связи в нем, т.е. гидратация электролита

13 слайд

Описание слайда:

Нагревание усиливает колебания ионов в узлах кристаллической решётки -кристаллическая решётка разрушается. Причины распада веществ на ионы в расплавах Нагревание

14 слайд

Описание слайда:

Н Н О 104,5˚ строение молекулы воды . . H : O : H .. диполь -δ +δ +δ h3O + − РТ -122-11

15 слайд

Описание слайда:

1. Вода является полярной молекулой 2. Вода ослабляет взаимодействие между ионами в 81 раз. 3.диполи воды «вырывают» ионы из кристаллической решётки 4.Кристаллическая решетка разрушается + — Причина диссоциации веществ в растворах

16 слайд

Описание слайда:

Механизм электролитической диссоциации веществ с ионным типом связи ориентация молекул – диполей воды около ионов кристалла гидратация (взаимодействие) молекул воды с ионами поверхностного слоя кристалла диссоциация (распад) кристалла электролита на гидратированные ионы

17 слайд

Описание слайда:

Механизм диссоциации веществ с ионной связью Ориентация молекул- диполей воды около ионов кристалла Гидратация ионов поверхностного слоя кристалла Диссоциация кристалла + — + — + — + — + — + — + — + — + — + — NaCl → Na+ + Cl- РТ -123-12а

18 слайд

Описание слайда:

Сущность процесса электролитической диссоциации веществ с ковалентной полярной связью ориентация молекул воды вокруг полюсов молекулы электролита гидратация (взаимодействие) молекул воды с молекулами электролита ионизация молекул электролита (превращение ковалентной полярной связи в ионную) диссоциация (распад) молекул электролита на гидратированные ионы

19 слайд

Описание слайда:

+ — + — + — + — Механизм диссоциации веществ с ковалентной сильнополярной связью Ориентация молекул- диполей воды вокруг полюсов молекулы-диполя электролита Гидратация молекул воды с молекулами электролита Ионизация молекул электролита (КПС → ИС) Диссоциация молекул электролита +δ −δ + — + — + — + — + — + — + — + — + — + — + — + — + — + − + HCl → H+ + Cl- РТ -123-12 б

20 слайд

Описание слайда:

4 положение Под действием электрического тока положительные ионы движутся к катоду и называются катионами, а отрицательные – к аноду и называются анионами

21 слайд

Описание слайда:

+ + + + — — — — Анионы Катионы Анод Катод — + * ЭЛЕКТРОЛИТЫ Рис.2.

22 слайд

Описание слайда:

Анод Катод — + * * Рис.3. НЕЭЛЕКТРОЛИТЫ

23 слайд

Описание слайда:

* * Степень электролитической диссоциации α Количественная характеристика процесса диссоциации n – число диссоциированных молекул N- общее число молекул, введенных в раствор α = n N

24 слайд

Описание слайда:

5 положение Разные электролиты по-разному диссоциируют на ионы и поэтому делятся на: А) сильные (соли, щелочи, некоторые кислоты), у которых α→1 Б) слабые (гидрат аммиака, некоторые кислоты), у которых α→0 Электролитическая диссоциация – процесс обратимый для слабых электролитов HNO2 ↔ H+ + NO2-

25 слайд

Описание слайда:

* * Электролиты Сильные α>30% Средние 30%>α>3% Слабые α<3% При увеличении температуры степень диссоциации электролита увеличивается При увеличении концентрации электролита степень его диссоциации уменьшается

26 слайд

Описание слайда:

6 положение Химические свойства растворов электролитов определяются свойствами тех ионов, которые они образуют при диссоциации

27 слайд

Описание слайда:

По характеру образующихся ионов различают 3 типа электролитов

28 слайд

Описание слайда:

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато Н3РО4   Н+ +  Н2РО42-(первая ступень) дигидрофосфат-ион Н2РО42-    Н+ +  НРО42- (вторая ступень) гидрофосфат-ион НРО42-    Н+ + РО43-(третья ступень) фосфат-ион Диссоциация многоосновной кислоты протекает  главным образом по первой ступени, в меньшей степени по второй и  лишь в незначительной степени — по третьей.  Поэтому в водном растворе фосфорной кислоты наряду с молекулами Н3РО4 имеются ионы (в последовательно уменьшающихся количествах)  Н2РО42-, НРО42- и РО43-.

29 слайд

Описание слайда:

Многокислотные основания диссоциируют ступенчато Ca(ОН)2 Са(ОН)+ + OH- (первая ступень) Ca(OH)+ Ca2+ + OH- (вторая ступень) Однако имеются электролиты, которые при диссоциации одновременно образуют катионы водорода, и гидроксид- ионы. Эти электролиты называются амфотерными  или амфолитами.  К ним относятся: вода, гидроксиды цинка, алюминия, хрома и ряд других веществ.  Вода диссоциирует на ионы Н+ и ОН- (в незначительных количествах): Н2O   Н+ + ОН-

30 слайд

Описание слайда:

Диссоциация солей Независимо от числа катионов и анионов кислотного остатка средние соли диссоциируют в одну ступень: Na2CO3 = 2Na+ + CO32- Fe2(SO4)3 = 2Fe3+ + 3SO42- Сu(NO3)2 = Cu2+ + 2 NO3-

Курс повышения квалификации

Курс профессиональной переподготовки

Учитель химии

Курс профессиональной переподготовки

Учитель биологии и химии

Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

Выберите категорию:
Все категорииАлгебраАнглийский языкАстрономияБиологияВнеурочная деятельностьВсеобщая историяГеографияГеометрияДиректору, завучуДоп. образованиеДошкольное образованиеЕстествознаниеИЗО, МХКИностранные языкиИнформатикаИстория РоссииКлассному руководителюКоррекционное обучениеЛитератураЛитературное чтениеЛогопедия, ДефектологияМатематикаМузыкаНачальные классыНемецкий языкОБЖОбществознаниеОкружающий мирПриродоведениеРелигиоведениеРодная литератураРодной языкРусский языкСоциальному педагогуТехнологияУкраинский языкФизикаФизическая культураФилософияФранцузский языкХимияЧерчениеШкольному психологуЭкологияДругое

Выберите класс:
Все классыДошкольники1 класс2 класс3 класс4 класс5 класс6 класс7 класс8 класс9 класс10 класс11 класс

Выберите учебник:
Все учебники

Выберите тему:
Все темы

также Вы можете выбрать тип материала:

Общая информация

Номер материала:

ДВ-010898

Похожие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Тест с ответами: «Электролиз» | Образовательный портал

1. Анод – это:
а) положительный электрод +
б) отрицательный электрод
в) нейтральный электрод

2. Разложение вещества на составные части при прохождении через его раствор электрического тока:
а) расщепление
б) электорлиз +
в) отдача

3. Катод – это:
а) положительный электрод
б) нейтральный электрод
в) отрицательный электрод +

4. Движение ионов под действием электрического тока становится:
а) упорядоченным +
б) прекращается вообще
в) хаотичным

5. Что происходит с анионами на положительном электроде:
а) восстанавливаются и отдают электроны
б) окисляются и принимают электроны
в) окисляются и отдают электроны +

6. Что происходит с катионами на отрицательном электроде:
а) восстанавливаются и отдают электроны
б) восстанавливаются и принимают электроны +
в) окисляются и принимают электроны

7. Какие виды электродов бывают:
а) растворимые и нерастворимые
б) металлические и неметаллические
в) инертные и активные +

8. Из какого металла могут изготавливать анод:
а) никель +
б) резина
в) дерево

9. Из какого металла могут изготавливать анод:
а) пластик
б) дерево
в) цинк +

10. Из какого металла могут изготавливать анод:
а) дерево
б) серебро +
в) резина

11. В каком случае тоны легче восстанавливаются на катоде:
а) при условии, что металл стоит правее в электрическом ряду напряжений +
б) при условии, что металл стоит ниже в электрическом ряду напряжений
в) при условии, что металл стоит левее в электрическом ряду напряжений

12. В каком случае на катоде восстанавливаются только катионы металлов:
а) если электролизу подвергаются металлы с натрия и правее натрия
б) если электролизу подвергаются металлы с меди и правее меди +
в) если электролизу подвергаются металлы с калия и правее калия

13. Анионы каких кислотных остатков не окисляются на аноде:
а) F +
б) К
в) Na

14. К какому электроду движутся катионы:
а) аноду – отрицательно заряженному электроду
б) положительно заряженному электроду
в) катоду – отрицательно заряженному электроду +

15. Какие процессы совершаются на аноде:
а) является восстановителем, происходит процесс окисления +
б) является окислителем, происходит процесс восстановления
в) является восстановителем, происходит процесс восстановления

16. Что можно получить помимо кислорода и водорода в результате электролиза воды:
а) озон и пероксид водорода
б) озон и перекись водорода +
в) кислород и перекись водорода

17. Какой электронный потенциал в сравнении с водой имеет электролит, используемый для ускорения электролиза воды:
а) больше у катиона и меньше у аниона
б) больше у катиона и аниона
в) меньше у катиона и больше у аниона +

18. Что используется в качестве электролита для электролиза воды:
а) соль и кислота
б) щёлочь и кислота +
в) щёлочь и соль

19. Как сформулирован первый закон Фарадея:
а) Для определённого количества электричества масса химического элемента, образовавшегося на электроде, равна эквивалентной массе элемента
б) Для определённого количества электричества масса химического элемента, образовавшегося на электроде, прямо пропорциональна эквивалентной массе элемента
в) Масса вещества, выделившегося при электролизе, прямо пропорциональна количеству электрического тока, пропущенного через электролит +

20. Как сформулирован второй закон Фарадея:
а) Масса вещества, выделившегося при электролизе, прямо пропорциональна количеству электрического тока, пропущенного через электролит
б) Для определённого количества электричества масса химического элемента, образовавшегося на электроде, прямо пропорциональна эквивалентной массе элемента +
в) Для определённого количества электричества масса химического элемента, образовавшегося на электроде, равна эквивалентной массе элемента

21. Какая формула отражает первый закон Фарадея:
а) m = kq +
б) m = kqF
в) m = k/q

22. Какая формула отражает второй закон Фарадея:
а) k = μeqF
б) k = (1/F) μeq +
в) k = 1/Fμeq

23. Чему равна постоянная Фарадея:
а) 85964 Кл/моль
б) 64985 Кл/моль
в) 96485 Кл/моль +

24. Как протекает электролиз на катоде:
а) к катоду движутся положительно заряженные катионы, происходит процесс окисления
б) к катоду движутся положительно заряженные катионы, происходит процесс восстановления +
в) к катоду движутся отрицательно заряженные катионы, происходит процесс окисления

25. Как протекает электролиз на аноде:
а) к аноду движутся отрицательно заряженные анионы, происходит процесс восстановления
б) к аноду движутся положительно заряженные анионы, происходит процесс восстановления
в) к аноду движутся отрицательно заряженные анионы, происходит процесс окисления +

26. Что является главным продуктом электролиза расплава:
а) газ
б) металл +
в) соль

27. Чем всегда является металл в процессе электролиза:
а) катионом – восстанавливается на катоде +
б) анионом – восстанавливается на катоде
в) анионом – восстанавливается на аноде

28. Электролиз является одним из лучших способов:
а) нанесения
б) удаления
в) золочения +

29. Реакции, происходящие при электролизе на электродах, называются:
а) вторичными +
б) первичными
в) третичными

30. Реакции диссоциации в электролите являются:
а) третичными
б) первичными +
в) вторичными

Электролиты и неэлектролиты.

Данный урок посвящен изучению темы «Электролитическая диссоциация». В процессе изучения этой темы Вы поймете суть некоторых удивительных фактов: почему растворы кислот, солей и щелочей проводят электрический ток; почему температура кипения раствора электролита выше по сравнению с раствором неэлектролита.

I. Понятие электролитическая диссоциация

Посмотрите учебный фильм: “Теория электроитической диссоциации”

Сван­те Ар­ре­ни­ус

В 1887 году швед­ский фи­зи­ко — химик Сван­те Ар­ре­ни­ус, ис­сле­дуя элек­тро­про­вод­ность вод­ных рас­тво­ров, вы­ска­зал пред­по­ло­же­ние, что в таких рас­тво­рах ве­ще­ства рас­па­да­ют­ся на за­ря­жен­ные ча­сти­цы – ионы, ко­то­рые могут пе­ре­дви­гать­ся к элек­тро­дам – от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­но­му ка­то­ду и по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­но­му аноду.

Это и есть при­чи­на элек­три­че­ско­го тока в рас­тво­рах. Дан­ный про­цесс по­лу­чил на­зва­ние элек­тро­ли­ти­че­ской дис­со­ци­а­ции (до­слов­ный пе­ре­вод – рас­щеп­ле­ние, раз­ло­же­ние под дей­стви­ем элек­три­че­ства). Такое на­зва­ние также пред­по­ла­га­ет, что дис­со­ци­а­ция про­ис­хо­дит под дей­стви­ем элек­три­че­ско­го тока. Даль­ней­шие ис­сле­до­ва­ния по­ка­за­ли, что это не так: ионы яв­ля­ют­ся толь­копе­ре­нос­чи­ка­ми за­ря­дов в рас­тво­ре и су­ще­ству­ют в нем неза­ви­си­мо от того, про­хо­дит черезрас­твор ток или нет. При ак­тив­ном уча­стии Сван­те Ар­ре­ни­у­са была сфор­му­ли­ро­ва­на тео­рия элек­тро­ли­ти­че­ской дис­со­ци­а­ции, ко­то­рою часто на­зы­ва­ют в честь этого уче­но­го. Ос­нов­ная идея дан­ной тео­рии за­клю­ча­ет­ся в том, что элек­тро­ли­ты под дей­стви­ем рас­тво­ри­те­ля са­мо­про­из­воль­но рас­па­да­ют­ся на ионы. И имен­но эти ионы яв­ля­ют­ся но­си­те­ля­ми за­ря­да и от­ве­ча­ют за элек­тро­про­вод­ность рас­тво­ра.

Элек­три­че­ский ток — это на­прав­лен­ное дви­же­ние сво­бод­ных за­ря­жен­ных ча­стиц. Вы уже зна­е­те, что рас­тво­ры и рас­пла­вы солей и ще­ло­чей элек­тро­про­вод­ны, так как со­сто­ят не из ней­траль­ных мо­ле­кул, а из за­ря­жен­ных ча­стиц – ионов. При рас­плав­ле­нии или рас­тво­ре­нии ионы ста­но­вят­ся сво­бод­ны­ми пе­ре­нос­чи­ка­ми элек­три­че­ско­го за­ря­да.

Про­цесс рас­па­да ве­ще­ства на сво­бод­ные ионы при его рас­тво­ре­нии или рас­плав­ле­нии на­зы­ва­ют элек­тро­ли­ти­че­ской дис­со­ци­а­ци­ей.

Рис. 1. Схема рас­па­да на ионы хло­ри­да на­трия

Пронаблюдайте  за следующим экспериментом: “Изучение электрической проводимости веществ”

II. Сущность процесса электролитической диссоциации. Теория ЭД

Для объяснения особенностей водных растворов электролитов шведским ученым С. Аррениусом в 1887 г. была предложена теория электролитической диссоциации. В дальнейшем она была развита многими учеными на основе учения о строении атомов и химической связи.

Современные положения теории электролитической диссоциации

1. Электролиты при растворении в воде или расплавлении распадаются (диссоциируют) на ионы – положительно (катионы) и отрицательно (анионы) заряженные частицы.

Ионы находятся в более устойчивых электронных состояниях, чем атомы. Они могут состоять из одного атома — это простые ионы (Na⁺, Mg²⁺, Аl³⁺ и т.д.) или из нескольких атомов — это сложные ионы (NО₃^—, SO^2-₄, РО^З-₄ и т.д.).

2. В растворах и расплавах электролиты проводят электрический ток.

Под действием электрического тока ионы приобретают направленное движение: положительно заряженные ионы движутся к катоду, отрицатель­но заряженные — к аноду. Поэтому первые  называются катионами, вторые  — анионами. Направленное движение ионов происходит в результате  притяжения их противоположно заряженными электродами.

Электропроводность расплавов

Испытание веществ на электропроводность

Памятка

Электролиты и неэлектролиты

Тепловые эффекты пи растворении веществ в воде

3.  Диссоциация  — обратимый процесс: параллельно с распадом молекул на ионы (диссоциация) протекает процесс соединения ионов (ассоциация).

Поэтому в уравнениях электролитической диссоциации  вместо знака равенства ставят  знак обратимости. Например, уравнение диссоциации молекулы электролита КA на катион К⁺ и анион А^— в общем виде записывается так:  КА ↔  K⁺ + A^—

Интерактивное объяснение материала по теме

III. Процесс растворения электролитов в воде

В целом молекула воды не заряжена. Но внутри молекулы Н₂О атомы водорода и кислорода располагаются так, что положительные и отрицательные заряды находятся в противоположных концах молекулы (рис. 1). Поэтому молекула воды представляет собой диполь.

Рис. 1. Молекула воды полярна и представляет собой диполь

Растворение в воде веществ с ионной химической связью                        

(на примере хлорида натрия – поваренной соли)

Механизм электролитической диссоциации NaCl при растворении поваренной соли в воде (рис. 2) состоит в последовательном отщеплении ионов натрия и хлора полярными молекулами воды. Вслед за переходом ионов Na⁺  и Сl^–  из кристалла в раствор происходит образование гидратов этих ионов.

Рис. 2. Механизм растворения хлорида натрия в воде:
а – ориентация молекул воды на поверхности кристалла NaCl  и отрыв иона Na⁺; б – гидратация (окружение молекулами воды) ионов Na⁺ и  Сl^–

Растворение в воде веществ с ковалентной сильнополярной химической связью  

(на примере соляной кислоты)

При растворении в воде соляной кислоты (в молекулах HCl cвязь между атомами ковалентная сильнополярная) происходит изменение характера химической связи. Под влиянием полярных молекул воды ковалентная полярная связь превращается в ионную. Образовавшиеся ионы остаются связанными с молекулами воды – гидратированными. Если растворитель неводный, то ионы называют сольватированными (рис.3).

Рис. 3. Диссоциация молекул HCl на ионы в водном растворе

Основные положения:

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

Электролиты – это вещества, которые при растворении в воде или в расплавленном состоянии распадаются на ионы.

Ионы – это атомы или группы атомов, обладающие положительным (катионы) или отрицательным (анионы) зарядом.

 Ионы отличаются от атомов как по строению, так и по свойствам

Пример 1. Сравним свойства молекулярного водорода (состоит из двух нейтральных атомов водорода) со свойствами иона.

Посмотрите опыт: “Отличие ионов водорода от молекул водорода”

Пример 2.  Сравним свойства атомарного и молекулярного хлора со свойствами иона.

Запомните!

1. Ионы отличаются от атомов и молекул по строению и свойствам;

2. Общий и характерный признак ионов – наличие электрических зарядов;

3. Растворы и расплавы электролитов проводят электрический ток из-за наличия в них ионов.

IV. Тренажеры

Тренажёр:«Определение электрической проводимости растворов веществ»
Тренажёр:«Электролиты и неэлектролиты»

ЦОРы

Учебный фильм: “Теория электроитической диссоциации”

Видео-эксперимент: “Изучение электрической проводимости веществ”

Видео:“Электропроводность расплавов”

Видео:“Испытание веществ на электропроводность”

Памятка (электролиты и неэлектролиты)

Электролиты и неэлектролиты

Анимация: “Тепловые эффекты пи растворении веществ в воде”

Интерактивное объяснение материала по теме

Опыт: “Отличие ионов водорода от молекул водорода”

Теория электролитической диссоциации – статья – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

История вопроса

Изучение растворов с давних времен занимало умы исследователей. В начале XIX века М. Фарадей открыл способность некоторых растворов проводить электрический ток. Геймгольц, немецкий физик, предположил, что электролиты в растворе полностью распадаются на ионы, то есть существует электролитическая диссоциация. Однако увеличение электропроводности с уменьшением концентрации раствора объяснить не смог.

Ученые заметили, что растворы замерзают при более низкой температуре, чем чистые растворители. Именно этим свойством растворов и в наше время пользуются дворники, щедро посыпая солью обледеневшие тротуары. Однако, температура замерзания электролитов не соответствовала расчетным данным.

Научным несостыковкам требовалось найти объяснение. И молодой, 29-летний шведский ученый С. Аррениус, в 1887 г. исследуя проведение электрического тока в растворах различных веществ, выдвинул теорию, которая могла объяснить эти факты.

Основные положения теории электролитической диссоциации

• Химические субстанции делятся на электролиты — вещества, которые проводят электрический ток, и неэлектролиты. К электролитам относится большинство сложных неорганических веществ: кислоты, основания, соли.
  
  К неэлектролитам — большинство органических веществ.
• В воде электролиты распадаются на ионы: положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы. Ионы бывают простые и сложные. В растворе ионы находятся в хаотическом движении.
• Под действием электрического тока движение ионов упорядочивается, и катионы движутся к отрицательному полюсу — катоду, анионы к положительному аноду.
• На степень электролитической диссоциации влияют различные факторы: природа растворенного вещества и его количество, свойства растворителя, температура раствора.

Химия. 8 класс. Учебник

Учебник написан преподавателями химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Отличительными особенностями книги являются простота и наглядность изложения материала, высокий научный уровень, большое количество иллюстраций, экспериментов и занимательных опытов, что позволяет использовать ее в классах и школах с углубленным изучением естественно-научных предметов.

Купить

Степень диссоциации

В ходе научных исследований ученые определили, что в растворе диссоциирует некоторая часть молекул растворителя. Для количественной характеристики силы электролита был введен показатель степени диссоциации, который обозначается α и рассчитывается по формуле

α = ν / ν₀.

Где ν — количество вещества, распавшееся на ионы,

ν₀ — общее количество вещества.

Степень диссоциации также можно выразить в процентах. Как это сделать, можно узнать в § 11 учебника
«Химия. 9 класс» под редакцией В.В. Еремина.

В зависимости от степени диссоциации вещества делят на сильные и слабые электролиты.

Сильные электролиты представляют собой вещества, которые в разбавленных растворах практически полностью распадаются на ионы. Степень диссоциации более 0.5, или 50%.

Для слабых электролитов значение степени диссоциации α меньше 0.1, или 10%.

Вещества с промежуточными значениями от 10 до 50% иногда называют средними электролитами.

Уравнение диссоциации

Уравнение электролитической диссоциации используют для записи процессов, происходящих в растворе.

Диссоциация сильного электролита протекает практически необратимо, что показывает стрелка →.

NaCl → Na⁺ + Cl^—

CaCl2 → Ca²⁺ + 2Cl^—

Диссоциация слабого электролита — обратимый процесс, протекает не полностью и не до конца, что обозначает стрелка ⇄

Сh4COOH ⇄ Сh4COO^— + H⁺

Умение составлять уравнения диссоциации будет отличным подспорьем при разборе темы «§ 13. Реакции ионного обмена и условия их протекания» в учебнике
«Химия. 9 класс» под редакцией В.В. Еремина и для решения ионных уравнений. 

Что еще почитать?

Противостояние титанов

Теория электролитической диссоциации Аррениуса вызвала жаркие споры среди ученых.

Химический мир разделился на два лагеря. Сторонники «физической» теории Аррениуса считали, что распад на ионы происходит без какого-либо воздействия сил внешней среды и раствор представляет собой механическую взвесь ионов и молекул воды.

Но эта теория не могла объяснить тепловые эффекты при растворении. Например, нагревание колбы при разведении в воде серной кислоты или покрытие сосуда инеем при растворении в воде аммиачной селитры или азотнокислого аммония.

Сторонники «химической», или гидратной, теории, автором которой был Д.И. Менделеев, считали, что в растворе происходит взаимодействие растворенного вещества и растворителя.

Много копий было сломано в этой борьбе. Проявились худшие человеческие качества. Так, Аррениус, пользуясь служебным положением (в 1905 году он был назначен директором физико-химического Нобелевского института в Стокгольме), приложил массу усилий, чтобы, несмотря на трехкратную номинацию на получение Нобелевской премии в 1905, 1906 и 1907 годах, Д.И. Менделеев так ее и не получил.

Но истина, как всегда, оказалась посередине: в ходе дальнейших экспериментов ученые выяснили, что растворитель и растворенное вещество, взаимодействуя между собой, дают необходимую энергию для разрушения кристаллической решетки электролитов. В споре великих умов родилась новая протолитическая, или протонная, теория кислот и оснований.

#ADVERTISING_INSERT#

1.что такое электролиты? а) вещества, растворы которых проводят электрический ток. б) вещества, которые распадаются на ионы. в) вещества, которые не проводят электрический ток. г) ток в самих веществах. 2. что такое электрическая диссоциация? а) распад ионов на электролиты. б) процесс распада электролита на ионы. в) распад любого вещества на ионы. г) просто ионы в веществах. 3. неэлектролитами называют: а)процесс распада электролитов б) ток, через которые проходят вещества. в) вещества, растворы которых проводят электрический ток. г) вещества, растворы которых не проводят электрический ток. 4. к электролитам относят а) hno2 б) so3 в) cl2 г) к2о 5. какие вещества легче распадаются? а) с ионной связью. б) с полярной. в) с неполярной. г) таких веществ не существует. 6. электронная формула иона li+ а) 1s2 б) 1s22s1 в) 1s22s2 г) 1s1 7. какими концами соединяются вещества с растворителями? а) противоположными б) такими же, какими они и заряжены. в) отрицательными г) положительными. 8. что происходит с сильными электролитами в воде? а) практически полностью распадаются на ионы. б) абсолютно распадаются в) не распадаются г) взрываются. 9. причиной электролитической диссоциации является а) ионизация б) гидратация в) ассоциация в) кристаллизация 10. степень диссоциации-… а) отношение числа частиц, распавшихся на ионы к общему числу растворенных частиц б) произведение силы тока на раствор в) сложение вещества и раствора г) отношение раствора на вещество. 11. два иона образуются при диссоциации одной молекулы а) са(no2)2 б) al(no3)3 в) nн4br г) к2so4 12. при растворение в воде, электролиты диссоциируются на … а) на отрицательные и положительные ионы б) на отрицательные в) на положительные г) не диссоциируются. 13. фосфат калия диссоциирует на а) катион калия и фосфат-анион б)2 катиона калия и 3 фосфат – аниона в) 3 катиона калия и фосфат-анион г) катион калия и 4 фосфат — аниона 14. сторонником физической теории растворения был а) й.я.берцелиус б) а.м. бутлеров в) с. аррениус г) д.и.менделеев 15. причиной диссоциации электролита в водном растворе(воде) является … а) гидратация. б) электроотрицательность. в) свойства вещества. г) ступень диссоциации. 16. сложным анионом является а) clo3- б) ca2+ в) nh5+ г) s2- 17. слово «ион» в переводе с греческого означает а) нейтральный б) веселый в) заряженный г) странствующий 18.катионами называются: а) отрицательно заряженные ионы б) положительно заряженные ионы в) положительно и отрицательно заряженные ионы г) вещество 19. анионами называются: а) отрицательно заряженные ионы б) положительно заряженные ионы в) положительно и отрицательно заряженные ионы г) вещество 20.под действием электрического тока катионы движутся к а) остаются на месте б) аноду в) соединяются с водой г) к катоду 21.под действием электрического тока анионы движутся к а) к катоду б) аноду в)соединяются с водой г)остаются на месте 22.основания- электролиты, которые при диссоциации образуют : а) катионы металла и анионы гидроксильных групп б) катионы водорода и кислотного остатка в) катионы металла и кислотного остатка г) не диссоциируют 23.кислоты- электролиты, которые при диссоциации образуют : а)катионы металла и анионы гидроксильных групп б) катионы водорода и кислотного остатка в) катионы металла и кислотного остатка г)не диссоциируют 24.соли- электролиты, которые при диссоциации образуют : а) катионы металла и анионы гидроксильных групп б) катионы водорода и кислотного остатка в) катионы металла и кислотного остатка г) не диссоциируют 25.серная кислота диссоциирует на: а) 2 катиона водорода и 1 сульфат-анион б) катион водорода и 2 сульфат- аниона в) на 2 катиона водорода и сульфат- аниона г) на катион водорода и 4 сульфат- аниона 26.гидроксид бария диссоциирует на а) 1 катион бария и 1 гидроксид – анион б)1 катион бария и 2 гидроксид-аниона в)2 катиона бария и 1 гидроксид- анион г) 2 катиона бария и 2 гидроксид- аниона 27. фосфорная кислота диссоциирует на: а) 2 катиона водорода и 1 –анион б) катион водорода и 2 фосфат – аниона в) на 2 катиона водорода и фосфат – аниона г) на 3 катиона водорода и фосфат

1.что такое электролиты? а) вещества, растворы которых проводят электрический ток. б) вещества, которые распадаются на ионы. в) вещества, которые не проводят электрический ток. г) ток в самих веществах. 2. что такое электрическая диссоциация? а) распад ионов на электролиты. б) процесс распада электролита на ионы. в) распад любого вещества на ионы. г) просто ионы в веществах. 3. неэлектролитами называют: а)процесс распада электролитов б) ток, через которые проходят вещества. в) вещества, растворы которых проводят электрический ток. г) вещества, растворы которых не проводят электрический ток. 4. к электролитам относят а) hno2 б) so3 в) cl2 г) к2о 5. какие вещества легче распадаются? а) с ионной связью. б) с полярной. в) с неполярной. г) таких веществ не существует. 6. электронная формула иона li+ а) 1s2 б) 1s22s1 в) 1s22s2 г) 1s1 7. какими концами соединяются вещества с растворителями? а) противоположными б) такими же, какими они и заряжены. в) отрицательными г) положительными. 8. что происходит с сильными электролитами в воде? а) практически полностью распадаются на ионы. б) абсолютно распадаются в) не распадаются г) взрываются. 9. причиной электролитической диссоциации является а) ионизация б) гидратация в) ассоциация в) кристаллизация 10. степень диссоциации-… а) отношение числа частиц, распавшихся на ионы к общему числу растворенных частиц б) произведение силы тока на раствор в) сложение вещества и раствора г) отношение раствора на вещество. 11. два иона образуются при диссоциации одной молекулы а) са(no2)2 б) al(no3)3 в) nн4br г) к2so4 12. при растворение в воде, электролиты диссоциируются на … а) на отрицательные и положительные ионы б) на отрицательные в) на положительные г) не диссоциируются. 13. фосфат калия диссоциирует на а) катион калия и фосфат-анион б)2 катиона калия и 3 фосфат – аниона в) 3 катиона калия и фосфат-анион г) катион калия и 4 фосфат — аниона 14. сторонником физической теории растворения был а) й.я.берцелиус б) а.м. бутлеров в) с. аррениус г) д.и.менделеев 15. причиной диссоциации электролита в водном растворе(воде) является … а) гидратация. б) электроотрицательность. в) свойства вещества. г) ступень диссоциации. 16. сложным анионом является а) clo3- б) ca2+ в) nh5+ г) s2- 17. слово «ион» в переводе с греческого означает а) нейтральный б) веселый в) заряженный г) странствующий 18.катионами называются: а) отрицательно заряженные ионы б) положительно заряженные ионы в) положительно и отрицательно заряженные ионы г) вещество 19. анионами называются: а) отрицательно заряженные ионы б) положительно заряженные ионы в) положительно и отрицательно заряженные ионы г) вещество 20.под действием электрического тока катионы движутся к а) остаются на месте б) аноду в) соединяются с водой г) к катоду 21.под действием электрического тока анионы движутся к а) к катоду б) аноду в)соединяются с водой г)остаются на месте 22.основания- электролиты, которые при диссоциации образуют : а) катионы металла и анионы гидроксильных групп б) катионы водорода и кислотного остатка в) катионы металла и кислотного остатка г) не диссоциируют 23.кислоты- электролиты, которые при диссоциации образуют : а)катионы металла и анионы гидроксильных групп б) катионы водорода и кислотного остатка в) катионы металла и кислотного остатка г)не диссоциируют 24.соли- электролиты, которые при диссоциации образуют : а) катионы металла и анионы гидроксильных групп б) катионы водорода и кислотного остатка в) катионы металла и кислотного остатка г) не диссоциируют 25.серная кислота диссоциирует на: а) 2 катиона водорода и 1 сульфат-анион б) катион водорода и 2 сульфат- аниона в) на 2 катиона водорода и сульфат- аниона г) на катион водорода и 4 сульфат- аниона 26.гидроксид бария диссоциирует на а) 1 катион бария и 1 гидроксид – анион б)1 катион бария и 2 гидроксид-аниона в)2 катиона бария и 1 гидроксид- анион г) 2 катиона бария и 2 гидроксид- аниона 27. фосфорная кислота диссоциирует на: а) 2 катиона водорода и 1 –анион б) катион водорода и 2 фосфат – аниона в) на 2 катиона водорода и фосфат – аниона г) на 3 катиона водорода и фосфат- аниона 28. отношение числа частиц, распавшихся на ионы, к общему числу растворенных частиц а) степень гидратации б) степень диссоциации в) степень ионизации г) растворимость вещества — Знания.site

Электрический ток в электролитах

Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. К электролитам относятся многие соединения металлов в расплавленном состоянии, а также некоторые твердые вещества. Однако основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являются водные растворы неорганических кислот, солей и оснований.

Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением веществ на электродах. Это явление получило название электролиза.

Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы – к положительному электроду (аноду). Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называется электролитической диссоциацией. Например, хлорид меди CuCl₂ диссоциирует в водном растворе на ионы меди и хлора:

При подключении электродов к источнику тока ионы под действием электрического поля начинают упорядоченное движение: положительные ионы меди движутся к катоду, а отрицательно заряженные ионы хлора – к аноду (рис 1.15.1).

Достигнув катода, ионы меди нейтрализуются избыточными электронами катода и превращаются в нейтральные атомы, оседающие на катоде. Ионы хлора, достигнув анода, отдают по одному электрону. После этого нейтральные атомы хлора соединяются попарно и образуют молекулы хлора Cl₂. Хлор выделяется на аноде в виде пузырьков.

Во многих случаях электролиз сопровождается вторичными реакциями продуктов разложения, выделяющихся на электродах, с материалом электродов или растворителей. Примером может служить электролиз водного раствора сульфата меди CuSO₄ (медный купорос) в том случае, когда электроды, опущенные в электролит, изготовлены из меди.

Диссоциация молекул сульфата меди происходит по схеме

Нейтральные атомы меди отлагаются в виде твердого осадка на катоде. Таким путем можно получить химически чистую медь. Ион  отдает аноду два электрона и превращается в нейтральный радикал SO₄ вступает во вторичную реакцию с медным анодом:

Образовавшаяся молекула сульфата меди переходит в раствор.

Таким образом, при прохождении электрического тока через водный раствор сульфата меди происходит растворение медного анода и отложение меди на катоде. Концентрация раствора сульфата меди при этом не изменяется.

Закон электролиза был экспериментально установлен английским физиком Майклом Фарадеем в 1833 году. Закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе:

Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:

Величину k называют электрохимическим эквивалентом.

Масса выделившегося на электроде вещества равна массе всех ионов, пришедших к электроду:

Здесь m₀ и q₀ – масса и заряд одного иона,   – число ионов, пришедших к электроду при прохождении через электролит заряда Q. Таким образом, электрохимический эквивалент k равен отношению массы m₀ иона данного вещества к его заряду q₀.

Так как заряд иона равен произведению валентности вещества n на элементарный заряд e (q₀ = ne), то выражение для электрохимического эквивалента k можно записать в виде

Здесь N_A – постоянная Авогадро, M = m₀N_A – молярная масса вещества, F = eN_A – постоянная Фарадея.

Постоянная Фарадея численно равна заряду, который необходимо пропустить через электролит для выделения на электроде одного моля одновалентного вещества.

Закон Фарадея для электролиза приобретает вид:

Явление электролиза широко применяется в современном промышленном производстве.

положительных и отрицательных ионов: катионы и анионы

2. Образование
3. Наука
4. Химия
5. Положительные и отрицательные ионы: катионы и анионы

Катионы (положительно заряженные ионы) и анионы (отрицательно заряженные ионы) заряженные ионы) образуются, когда металл теряет электроны, а неметалл получает эти электроны. Электростатическое притяжение между положительными и отрицательными сторонами сближает частицы и создает ионное соединение, такое как хлорид натрия.

Металл реагирует с неметаллом с образованием ионной связи. Часто можно определить заряд, который обычно имеет ион, по положению элемента в периодической таблице:

• Щелочные металлы (элементы IA) теряют один электрон с образованием катиона с зарядом 1+.

• Щелочноземельные металлы (элементы IIA) теряют два электрона с образованием катиона 2+.

• Алюминий, член семейства IIIA, теряет три электрона с образованием катиона 3+.

• Все галогены (элементы VIIA) имеют семь валентных электронов. Все галогены получают один электрон для заполнения своего валентного энергетического уровня. И все они образуют анион с одним отрицательным зарядом.

• Элементы VIA получают два электрона с образованием анионов с 2-зарядным зарядом.

• Элементы VA получают три электрона с образованием анионов с 3-зарядом.

В первой таблице приведены названия семейства, элемента и иона для некоторых распространенных одноатомных (одноатомных) катионов.Вторая таблица дает ту же информацию для некоторых распространенных одноатомных анионов.

Сложнее определить количество электронов, которые теряют члены переходных металлов (B-семейства).Фактически, многие из этих элементов теряют различное количество электронов, поэтому они образуют два или более катионов с разными зарядами.

Электрический заряд, который достигает атом, иногда называют его степенью окисления . Многие из ионов переходных металлов имеют различные степени окисления. В следующей таблице показаны некоторые распространенные переходные металлы, которые имеют более одной степени окисления.

Обратите внимание, что эти катионы могут иметь несколько имен.В настоящее время для именования ионов используется название металла, такое как Хром, за которым в скобках следует заряд иона, записанный римскими цифрами, например (II).

.

ИЗЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОНА

1. Электронная трубка зависит от своего воздействия на поток электронов, которые действуют как носители тока. Для создания этого потока электронов в каждой трубке есть специальный металлический электрод (катод). Но при обычных комнатных температурах свободные электроны катода не могут покинуть его поверхность из-за определенных сдерживающих сил, которые действуют как барьер. Эти притягивающие поверхностные силы стремятся удерживать электроны внутри катодного вещества, за исключением небольшой части, которая имеет достаточную кинетическую энергию (энергию движения), чтобы пробить барьер.Большинство электронов движутся слишком медленно, чтобы это произошло.

2. Чтобы покинуть поверхность материала, электроны должны совершить определенную работу, чтобы преодолеть сдерживающие поверхностные силы. Для выполнения этой работы электроны должны иметь достаточную энергию, сообщаемую им от какого-либо внешнего источника энергии, поскольку их собственная кинетическая энергия недостаточна. Существует четыре основных метода получения электронной эмиссии с поверхности материала: термоэлектронная эмиссия, фотоэлектрическая эмиссия, автоэлектронная эмиссия и вторичная эмиссия.

3. Термоэмиссия. Это самый важный и наиболее часто используемый в электронных лампах. В этом методе металл нагревается, что приводит к увеличению тепловой или кинетической энергии несвязанных электронов. Таким образом, большее количество электронов достигнет достаточной скорости и энергии, чтобы покинуть поверхность эмиттера. Количество электронов, высвобождаемых на единицу площади излучающей поверхности, связано с абсолютной температурой катода и количеством работы, которую электрон должен совершить, покидая излучающую поверхность.

4. Термоэлектронная эмиссия достигается за счет электрического нагрева катода. Это можно сделать двумя способами: 1) используя электроны, испускаемые нагревательной спиралью для проведения тока (прямой нагрев), или 2) размещая нагревательную спираль в никелевом цилиндре, покрытом оксидом бария, который излучает электроны (косвенный обогрев). Обычно используется метод непрямого нагрева.

5. Фотоэлектрическая эмиссия. В этом процессе энергия светового излучения, падающего на поверхность металла, передается свободным электронам внутри металла и ускоряет их в достаточной степени, чтобы они могли покинуть поверхность.

6. Автоэлектронная эмиссия или эмиссия с холодным катодом. Приложение сильного электрического поля (т.е. высокого положительного напряжения вне поверхности катода) буквально вытягивает электроны с поверхности материала из-за притяжения положительного поля. Чем сильнее поле, тем больше автоэлектронная эмиссия с холодной поверхности эмиттера.

7. Вторичная эмиссия. Когда высокоскоростные электроны внезапно ударяются о металлическую поверхность, они отдают свою кинетическую энергию электронам и атомам, на которые они ударяются.Некоторые из бомбардирующих электронов сталкиваются непосредственно со свободными электронами на поверхности металла и могут выбить их с поверхности. Электроны, освобожденные таким образом, известны как вторичные электроны эмиссии, так как первичные электроны из какого-то другого источника должны быть доступны для бомбардировки вторичной электронной эмиссионной поверхности.

УПРАЖНЕНИЯ:

1. Контрольные вопросы:

1. От чего зависит действие электронной лампы? 2.Что присутствует в каждой трубке для создания потока электронов? 3. При каких температурах свободные электроны не могут покинуть поверхность катода? 4. Какие силы удерживают электроны внутри катодного вещества? 5. Что должны сделать электроны, чтобы убежать? 6. Что должны иметь электроны, чтобы преодолеть сдерживающие поверхностные силы? 7. Сколько существует методов получения электронной эмиссии? 8. Какие они? 9. Что сообщает внешнюю энергию электронам при термоэлектронной эмиссии? 10. Какая энергия используется для образования свободных электронов при фотоэмиссии? 11.Что такое автоэлектронная эмиссия?

12. Как получается вторичная эмиссия? 13. Какое излучение чаще всего используется в электронике?

2. Переводите международные слова без словаря.

катод, эмиттер, материал, цилиндр, часть, энергия, излучение, температура, тепловой, адекватный, абсолютный, специальный, эмиссия, электрон, обычно

3. Определите, к каким частям речи принадлежат эти слова, и переведите их :

реализовывать, выравнивать, электрифицировать, классифицировать, создавать, усиливать, расширять, увеличивать, расширять, аналогично, иначе, вперед, к, вверх, наружу, вниз

Текст 5 Прочтите и переведите текст.

ДИОДЫ

1. Простейшей комбинацией элементов, составляющих электронную лампу, является диод. Он состоит из катода, который служит для испускания электронов, и пластины или анода, окружающей катод, который действует как коллектор электронов. Оба электрода заключены в герметичную оболочку из стекла или металла. Если катод нагревается косвенно, должна быть спираль или нагреватель. Размер диодных трубок варьируется от крошечных металлических трубок до выпрямителей большого размера.Пластина обычно представляет собой полый металлический цилиндр из никеля, молибденового графита, тантала или железа.

2. Основной закон электричества гласит, что одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, а разные заряды притягиваются. Электроны, испускаемые катодом электронной лампы, являются отрицательными электрическими зарядами. Эти заряды могут либо притягиваться, либо отталкиваться от пластины диодной лампы, в зависимости от того, заряжена пластина положительно или отрицательно.

3.Фактически, при приложении разности потенциалов (напряжения) от батареи или другого источника между пластиной и катодом диода внутри трубки создается электрическое поле. Силовые линии этого поля всегда проходят от отрицательно заряженного элемента к положительно заряженному. Электроны, будучи отрицательными электрическими зарядами, следуют направлению силовых линий в электрическом поле.

4. Установив электрическое поле правильной полярности между катодом и пластиной и «сформировав» силовые линии этого поля на определенных траекториях, ¹ можно управлять движением электронов по желанию.Батарея подключается между пластиной и катодом диода, чтобы сделать пластину положительной по отношению к катоду, при этом силовые линии электрического поля проходят в направлении от катода к пластине.

5. Снова, приложение напряжения нагревателя приводит к эмиссии электронов с катода. Электроны следуют по силовым линиям к положительной пластине и ударяют по ней с высокой скоростью. Поскольку движущиеся заряды содержат электрический ток, поток электронов к пластине представляет собой электрический ток, называемый током пластины.

6. Достигнув пластины, электронный ток продолжает течь по внешней цепи, состоящей из соединительных проводов и батареи. Поступающие электроны поглощаются положительной клеммой батареи, и такое же количество электронов вытекает из отрицательной клеммы батареи и возвращается на катод, таким образом восполняя запас электронов, потерянных при эмиссии.

7. Пока катод трубки поддерживается при температурах излучения, а пластина остается положительной, ток пластины будет продолжать течь от катода к пластине внутри трубки и от пластины обратно к катоду через внешнюю цепь.

8. Теперь подключение батареи поменялось местами, чтобы сделать пластину отрицательной по отношению к катоду. Когда на нагреватель подается напряжение, катод испускает поток электронов. Однако эти электроны сильно отталкиваются от отрицательно заряженной пластины и стремятся заполнить межэлектродное пространство между катодом и пластиной. Поскольку электроны фактически не достигают пластины, трубка действует как разомкнутый контур.

9. Общее количество электронов, испускаемых катодом диода, всегда одинаково при данной рабочей температуре.Напряжение пластины (напряжение между пластиной и катодом) не влияет, следовательно, на количество электронов, испускаемых катодом. Однако достигают ли эти электроны пластины на самом деле, определяется напряжением между пластиной и катодом, ² , а также явлением, известным как объемный заряд.

10. Термин пространственный заряд применяется к облаку электронов, которое образуется в межэлектродном пространстве между катодом и пластиной. Поскольку оно состоит из электронов, это облако представляет собой отрицательный заряд в межэлектродном пространстве, который оказывает отталкивающее действие на электроны, испускаемые катодом.Таким образом, эффект одного только этого отрицательного объемного заряда заключается в том, чтобы заставить значительную часть испускаемых электронов вернуться обратно в катод и предотвратить попадание других электронов на пластину.

11. Объемный заряд, однако, действует не сам по себе. Ему противодействует электрическое поле от положительной пластины, которое проникает сквозь объемный заряд, притягивая электроны и таким образом частично преодолевая его эффекты. При низких положительных напряжениях на пластине только ближайшие к пластине электроны притягиваются к ней и образуют небольшой ток пластины.Тогда объемный заряд сильно влияет на ограничение числа электронов, достигающих пластины.

12. По мере увеличения напряжения на пластине большее количество электронов притягивается к пластине через отрицательный объемный заряд и, соответственно, меньшее количество электронов отталкивается обратно на катод. Если напряжение на пластине сделать достаточно высоким, в конечном итоге достигается точка, в которой все электроны, испускаемые катодом, притягиваются к пластине, и влияние объемного заряда полностью преодолевается.Дальнейшее увеличение напряжения на пластине не может увеличить ток пластины через трубку, а эмиссия с катода ограничивает максимальный ток.

Дата: 02.07.2015; вид: 1144;

.

электрического тока | Формула и определение

Электрический ток , любое движение носителей электрического заряда, таких как субатомные заряженные частицы (например, электроны с отрицательным зарядом, протоны с положительным зарядом), ионы (атомы, потерявшие или получившие один или несколько электронов), или дырки (недостаток электронов, который можно рассматривать как положительные частицы).

Подробнее по этой теме

электромагнетизм: принцип сохранения заряда

Электрический ток — это мера потока заряда, например, заряда, протекающего по проводу.Размер текущего …

Электрический ток в проводе, носителями заряда которого являются электроны, является мерой количества заряда, проходящего через любую точку провода за единицу времени. В переменном токе движение электрических зарядов периодически меняется на противоположное; в постоянном токе это не так. Во многих контекстах направление тока в электрических цепях принимается за направление потока положительного заряда, направление, противоположное фактическому дрейфу электронов. При таком определении ток называется обычным током.

Узнайте, почему низкое сопротивление меди делает ее отличным проводником электрических токов. Взаимосвязь между током и сопротивлением в электрической цепи. Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео по этой статье

Ток обычно обозначается символом I . Закон Ома связывает ток, протекающий по проводнику, с напряжением В и сопротивлением R ; то есть В = I R . Альтернативная формулировка закона Ома: I = V / R .

Ток в газах и жидкостях обычно состоит из потока положительных ионов в одном направлении вместе с потоком отрицательных ионов в противоположном направлении. Для обработки общего эффекта тока его направление обычно принимается за направление положительного носителя заряда. Ток отрицательного заряда, движущийся в противоположном направлении, эквивалентен положительному заряду той же величины, движущемуся в обычном направлении, и должен быть включен как вклад в общий ток.Ток в полупроводниках состоит из движения дырок в обычном направлении и электронов в противоположном направлении.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.
Подпишитесь сегодня

Существуют токи многих других видов, такие как пучки протонов, позитронов или заряженных пионов и мюонов в ускорителях частиц.

Электрический ток создает сопутствующее магнитное поле, как в электромагнитах. Когда электрический ток течет во внешнем магнитном поле, он испытывает магнитную силу, как в электродвигателях.Потери тепла или энергия, рассеиваемая электрическим током в проводнике, пропорциональна квадрату тока.

магнитное поле, создаваемое электрическим током Магнитное поле, создаваемое небольшим отрезком провода с электрическим током i . Предоставлено Департаментом физики и астрономии Университета штата Мичиган

Распространенной единицей электрического тока является ампер, который определяется как поток заряда в один кулон в секунду, или 6,2 × 10 ¹⁸ электронов в секунду.Единицы тока сантиметр – грамм – секунда — это электростатическая единица заряда (esu) в секунду. Один ампер равен 3 × 10 ⁹ esu в секунду.

Коммерческие линии электропередач обеспечивают ток около 100 ампер в обычном доме; 60-ваттная лампочка потребляет около 0,5 ампер тока, а однокомнатный кондиционер — около 15 ампер. (Подробнее об электрическом токе, см. электричество: Постоянный электрический ток и электричество: Переменные электрические токи.)

.

масс-спектрометр — как это работает

.