نظرية التفكك الكهربائياقترحه العالم السويدي س. أرينيوس عام 1887.
التفكك الكهربائي- هذا هو تحلل جزيئات الإلكتروليت مع تكوين أيونات موجبة الشحنة (الكاتيونات) وأيونات سالبة الشحنة (الأنيونات) في المحلول.
على سبيل المثال، يتفكك حمض الأسيتيك بهذه الطريقة في محلول مائي:
CH 3 COOH⇄H + +CH 3 COO - .
التفكك هو عملية عكسها. لكن الشوارد المختلفة تنفصل بشكل مختلف. تعتمد الدرجة على طبيعة المنحل بالكهرباء وتركيزه وطبيعة المذيب. الظروف الخارجية(درجة الحرارة والضغط).
درجة التفكك α -نسبة عدد الجزيئات المتحللة إلى أيونات إلى العدد الإجماليالجزيئات:
α=الخامس´(س)/الخامس(x).
يمكن أن تختلف الدرجة من 0 إلى 1 (من عدم التفكك إلى اكتماله بالكامل). يشار إليها كنسبة مئوية. تم تحديده تجريبيا. عندما يتفكك الإلكتروليت، يزداد عدد الجزيئات في المحلول. تشير درجة التفكك إلى قوة المنحل بالكهرباء.
يميز قويو الشوارد الضعيفة.
إلكتروليتات قوية- هذه هي تلك الشوارد التي تتجاوز درجة تفككها 30٪.
إلكتروليتات متوسطة القوة- هؤلاء الذين تتراوح درجة تفككهم من 3% إلى 30%.
إلكتروليتات ضعيفة- درجة التفكك في محلول مائي 0.1 م أقل من 3%.
أمثلة ضعيفة و إلكتروليتات قوية.
تتحلل الإلكتروليتات القوية في المحاليل المخففة تمامًا إلى أيونات، أي. α = 1. لكن التجارب تظهر أن التفكك لا يمكن أن يساوي 1، وله قيمة تقريبية، لكنه لا يساوي 1. وهذا ليس تفككًا حقيقيًا، ولكنه تفكك ظاهري.
على سبيل المثال، السماح لبعض الاتصال α = 0.7. أولئك. وفقًا لنظرية أرهينيوس، فإن 30% من الجزيئات غير المنفصلة "تطفو" في المحلول. و70% تكون أيونات حرة. وتعطي النظرية الكهروستاتيكية تعريفًا آخر لهذا المفهوم: إذا كانت α = 0.7، فإن جميع الجزيئات تتفكك إلى أيونات، لكن الأيونات تكون حرة بنسبة 70% فقط، والـ 30% المتبقية مرتبطة بالتفاعلات الكهروستاتيكية.
درجة واضحة من التفكك.
لا تعتمد درجة التفكك على طبيعة المذيب والمذاب فحسب، بل تعتمد أيضًا على تركيز المحلول ودرجة الحرارة.
يمكن تمثيل معادلة التفكك على النحو التالي:
أك ⇄ أ- + ك + .
ويمكن التعبير عن درجة التفكك على النحو التالي:
مع زيادة تركيز المحلول، تقل درجة تفكك الإلكتروليت. أولئك. قيمة الدرجة لكهارل معين ليست قيمة ثابتة.
وبما أن التفكك عملية عكسية، فيمكن كتابة معادلات معدل التفاعل على النحو التالي:
إذا كان التفكك متوازنا، فإن المعدلات متساوية ونتيجة لذلك نحصل عليها ثابت التوازن(ثابت التفكك):
تعتمد K على طبيعة المذيب ودرجة الحرارة، ولكنها لا تعتمد على تركيز المحاليل. يتضح من المعادلة أنه كلما كانت الجزيئات غير المنفصلة أكثر، فإن قيمة أصغرثوابت تفكك المنحل بالكهرباء.
الأحماض المتعددة القاعدةتنفصل تدريجيًا، وكل خطوة لها قيمة ثابتة تفكك خاصة بها.
إذا تفكك حمض متعدد القاعدة، فمن السهل إزالة البروتون الأول، ولكن مع زيادة شحنة الأنيون، يزداد الجذب، وبالتالي يصعب إزالة البروتون. على سبيل المثال،
يجب أن تختلف ثوابت تفكك حمض الأورثوفوسفوريك في كل خطوة بشكل كبير:
أنا - المرحلة:
الثانية - المرحلة:
ثالثاً- المرحلة:
في المرحلة الأولى، يكون حمض الأورثوفوسفوريك حمضًا متوسط القوة، وفي المرحلة الثانية يكون ضعيفًا، وفي المرحلة الثالثة يكون ضعيفًا جدًا.
أمثلة على ثوابت التوازن لبعض محاليل الإلكتروليتات.
دعونا نلقي نظرة على مثال:
إذا تمت إضافة النحاس المعدني إلى محلول يحتوي على أيونات الفضة، ففي لحظة التوازن، يجب أن يكون تركيز أيونات النحاس أكبر من تركيز الفضة.
لكن الثابت له قيمة منخفضة:
AgCl⇄Ag + +Cl - .
مما يشير إلى أنه بحلول الوقت الذي تم فيه الوصول إلى التوازن، كان قد تم إذابة القليل جدًا من كلوريد الفضة.
يتم تضمين تركيزات النحاس والفضة المعدنية في ثابت التوازن.
المنتج الأيوني للماء.
ويحتوي الجدول أدناه على البيانات التالية:
ويسمى هذا الثابت المنتج الأيوني للماءوالتي تعتمد فقط على درجة الحرارة. وفقًا للتفكك، يوجد أيون هيدروكسيد واحد لكل 1 H+ أيون. في الماء النقي تركيز هذه الأيونات هو نفسه: [ ح + ] = [أوه - ].
من هنا، [ ح + ] = [أوه- ] = = 10-7 مول/لتر.
إذا قمت بإضافة مادة غريبة إلى الماء، على سبيل المثال، حمض الهيدروكلوريك، فإن تركيز أيونات الهيدروجين سوف يزيد، ولكن المنتج الأيوني للمياه لا يعتمد على التركيز.
وإذا أضفت القلويات فإن تركيز الأيونات سيزيد، وستنخفض كمية الهيدروجين.
التركيز ومترابطان: كلما زادت قيمة واحدة، قلت الأخرى.
حموضة المحلول (pH).
عادة ما يتم التعبير عن حموضة المحاليل من خلال تركيز الأيونات ح+.في البيئات الحمضية الرقم الهيدروجيني<10 -7 моль/л, в нейтральных - الرقم الهيدروجيني= 10 -7 مول/لتر، في القلوية - الرقم الهيدروجيني> 10 -7 مول/لتر.
يتم التعبير عن حموضة المحلول من خلال اللوغاريتم السلبي لتركيز أيونات الهيدروجين، ويطلق عليه ذلك الرقم الهيدروجيني.
الرقم الهيدروجيني = -إل جي[ ح + ].
العلاقة بين الثابت ودرجة التفكك.
النظر في مثال على تفكك حمض الخليك:
لنجد الثابت:
التركيز المولي ج=1/V، نعوض بها في المعادلة ونحصل على:
هذه المعادلات قانون التربية دبليو أوستوالد، والتي بموجبها لا يعتمد ثابت تفكك المنحل بالكهرباء على تخفيف المحلول.
35. ثابت درجة وتفكك المنحل بالكهرباء الضعيف. قانون أوستوالد للتخفيف. التفكك التدريجي للكهارل. تأثير الأيونات الشائعة على تفكك الشوارد الضعيفة.
درجة التفكك (ألفا)من المنحل بالكهرباء هي نسبة جزيئاته التي تخضع للتفكك.
ثابت التفكك- نوع من ثابت التوازن يُظهر ميل جسم كبير إلى التفكك (الانفصال) بشكل عكسي إلى أجسام صغيرة، كما هو الحال عندما يتحلل المركب إلى الجزيئات المكونة له، أو عندما ينفصل الملح إلى أيونات في محلول مائي.
قانون أوزوالد للتخفيف:ك= جم/(1-α)
أحماض متعددة القاعدة، بالإضافة إلى قواعد مكونة من فلزين متكافئين أو أكثر ننفصل تدريجيا. في محاليل هذه المواد، يتم إنشاء توازنات معقدة تشارك فيها أيونات ذات شحنات مختلفة.
التوازن الأول - المرحلة الأولى من الانفصال- تتميز بثبات التفكك ل 1 ، والثاني - المرحلة الثانية من الانفصال - ثابت التفكك ل 2 . كميات ك، ك 1 و ل 2 ترتبط ببعضها البعض من خلال العلاقة: ك = ك 1 ل 2
أثناء التفكك التدريجي للمواد، يحدث التحلل في الخطوة اللاحقة دائمًا بدرجة أقل مما كان عليه في الخطوة السابقة. يحمل عدم المساواة التالية: ل 1 >ك 2 >ك 3 …
ويفسر ذلك حقيقة أن الطاقة التي يجب إنفاقها لإزالة الأيون تكون ضئيلة عندما يتم فصله عن جزيء محايد وتصبح أكبر أثناء التفكك في كل خطوة لاحقة.
تأثير الأيون المشترك على تفكك المنحل بالكهرباء الضعيف: إضافة أيون مشترك يقلل من تفكك الإلكتروليت الضعيف.
36. التأين الذاتي للماء. المنتج الأيوني للماء. مؤشرات الهيدروجين (pH) والهيدروكسيل (pOH)، وعلاقتها في الماء والمحاليل المائية للإلكتروليتات. مفهوم المؤشرات والمحاليل العازلة للكهارل. مفهوم المؤشرات والحلول العازلة.
للمياه السائلة مميزة التأين الذاتي . جزيئاتها تؤثر بشكل متبادل على بعضها البعض. تؤدي الحركة الحرارية للجزيئات إلى إضعاف وتمزق متغاير لروابط O - H في جزيئات الماء الفردية.
المنتج الأيوني للماء– حاصل ضرب التركيزات [H + ] و – قيمة ثابتة عند درجة حرارة ثابتة وتساوي 10 -14 عند 22 درجة مئوية.
يزداد المنتج الأيوني للماء مع زيادة درجة الحرارة.
قيمة الرقم الهيدروجيني– اللوغاريتم السلبي لتركيز أيونات الهيدروجين: الرقم الهيدروجيني = – سجل. وبالمثل: pOH = – سجل. أخذ لوغاريتم المنتج الأيوني للماء يعطي: الرقم الهيدروجيني + الرقم الهيدروجيني = 14. تميز قيمة الرقم الهيدروجيني تفاعل الوسط. إذا كان الرقم الهيدروجيني = 7، فإن [H + ] = وسط متعادل.
إذا كان الرقم الهيدروجيني< 7, то [Н + ] >- البيئة الحمضية. إذا كان الرقم الهيدروجيني أكبر من 7، فإن [H + ]< – щелочная среда.
حلول عازلة- المحاليل التي تحتوي على تركيز معين من أيونات الهيدروجين. لا يتغير الرقم الهيدروجيني لهذه المحاليل عند تخفيفها ويتغير قليلاً عند إضافة كميات صغيرة من الأحماض والقلويات.
يتم تحديد قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول باستخدام مؤشر عالمي.
مؤشر عالميعبارة عن مزيج من عدة مؤشرات تغير اللون عبر نطاق واسع من قيم الأس الهيدروجيني.
37. ذوبان الشوارد الصلبة القابلة للذوبان في الماء. منتج الذوبان (العلاقات العامة). تأثير الأيونات الشائعة على الذوبان. هيدروكسيدات وأكاسيد مذبذبة.
ذوبان مادة قليلة الذوبانق يمكن التعبير عنها بالشامات لكل لتر. اعتمادا على الحجم ق يمكن تقسيم المواد إلى مواد ضعيفة الذوبان< 10 -4 моль/л, среднерастворимые – 10 -4 моль/л ≤ ق≥ 10 -2 مول/لتر وقابل للذوبان بدرجة عالية ق >10 -2 مول/لتر.
ترتبط ذوبان المركبات بمنتج ذوبانها.
منتج الذوبان (العلاقات العامة، K sp) هو نتاج تركيز أيونات المنحل بالكهرباء قليل الذوبان في محلوله المشبع عند درجة حرارة وضغط ثابتين. منتج الذوبان هو قيمة ثابتة.
عندما أدخلت إلى جلس. محلول إلكتروليت قليل الذوبان مع أيون مشترك، تنخفض قابلية الذوبان.
هيدروكسيدات مذبذبة- المواد الكيميائية التي البيئة الحمضيةتتصرف كقواعد، وفي الظروف القلوية - كأحماض.
هيدروكسيدات مذبذبةغير قابلة للذوبان عمليا في الماء، الطريقة الأكثر ملاءمة للحصول عليها هي هطول الأمطار محلول مائيباستخدام قاعدة ضعيفة - هيدرات الأمونيا: Al(NO 3) 3 + 3(NH 3 H 2 O) = Al(OH) 3 ↓ + 3NH 4 NO 3 (20 °C) Al(NO 3) 3 + 3( NH 3 H 2 O) = AlO(OH)↓ + 3NH 4 NO 3 + H 2 O (80 درجة مئوية)
أكاسيد مذبذبة- الأكاسيد المكونة للملح والتي تظهر، حسب الظروف، إما خواص قاعدية أو حمضية (أي.
تظهر خصائص مذبذبة). تتكون من المعادن الانتقالية. تظهر المعادن الموجودة في الأكاسيد المذبذبة عادة التكافؤ II، III، IV.
| " |
امتحان الدولة الموحدة. التفكك الكهربائي للأملاح والأحماض والقلويات. تفاعلات التبادل الأيوني. التحلل المائي للأملاح
المحاليل وتركيزها، الأنظمة المشتتة، التفكك الإلكتروليتي، التحلل المائي
خلال الدرس، ستتمكن من اختبار معلوماتك حول موضوع "امتحان الدولة الموحدة. التفكك الكهربائي للأملاح والأحماض والقلويات. تفاعلات التبادل الأيوني. التحلل المائي للأملاح." سوف تفكر في حل المشكلات من مجموعات امتحانات الدولة الموحدة A وB وC مواضيع مختلفة: "المحاليل وتركيزاتها"، "التفكك الإلكتروليتي"، "تفاعلات التبادل الأيوني والتحلل المائي". لحل هذه المشاكل، بالإضافة إلى معرفة المواضيع قيد النظر، تحتاج أيضًا إلى أن تكون قادرًا على استخدام جدول ذوبان المواد، ومعرفة الطريقة التوازن الالكترونيويكون لديهم فهم لانعكاس ردود الفعل وعدم رجعتها.
الموضوع: المحاليل وتركيزها، الأنظمة المشتتة، التفكك الإلكتروليتي
الدرس: امتحان الدولة الموحدة. التفكك الكهربائي للأملاح والأحماض والقلويات. تفاعلات التبادل الأيوني. التحلل المائي للأملاح
أنا. حدد خيارًا واحدًا صحيحًا من بين 4 خيارات معروضة.
|
سؤال |
تعليق |
|
أ1. الشوارد القوية هي: |
حسب التعريف، الشوارد القوية هي مواد تتحلل تمامًا إلى أيونات في محلول مائي. لا يمكن أن يكون CO 2 و O 2 إلكتروليتات قوية. H 2 S هو إلكتروليت ضعيف. الإجابة الصحيحة هي 4. |
|
أ2. المواد التي تتفكك فقط إلى أيونات فلزية وأيونات هيدروكسيد هي: 1. الأحماض 2. القلويات 4. هيدروكسيدات مذبذبة |
حسب التعريف، المركب الذي، عند تفككه في محلول مائي، ينتج أنيونات الهيدروكسيد فقط يسمى قاعدة. تحت هذا التعريففقط الهيدروكسيد القلوي والأمفوتيري مناسب. لكن السؤال يقول إن المركب يجب أن يتفكك فقط إلى كاتيونات فلزية وأنيونات هيدروكسيد. هيدروكسيد مذبذبينفصل تدريجيًا، وبالتالي تكون أيونات الهيدروكسيميتال في المحلول. الإجابة الصحيحة 2. |
|
أ3. يحدث تفاعل التبادل حتى اكتمال تكوين مادة غير قابلة للذوبان في الماء بين: 1. هيدروكسيد الصوديوم وMgCl 2 2. كلوريد الصوديوم و CuSO 4 3. كربونات الكالسيوم 3 وحمض الهيدروكلوريك (الحل) |
للإجابة، عليك كتابة هذه المعادلات وإلقاء نظرة على جدول الذوبان لمعرفة ما إذا كان أي من المنتجات يتضمن: مواد غير قابلة للذوبان. يحدث هذا في التفاعل الأول لهيدروكسيد المغنيسيوم Mg(OH)2 الإجابة الصحيحة 1. |
|
A4. مجموع جميع المعاملات في الصورة الأيونية الكاملة والمخفضة في التفاعل بينالحديد(لا 3 ) 2 +2 هيدروكسيد الصوديوميساوي: |
Fe(NO 3) 2 +2NaOH Fe(OH) 2 ↓ +2Na NO 3 جزيئي Fe 2+ +2NO 3 - +2Na+2OH - Fe(OH) 2 ↓ +2Na + +2 NO 3 - معادلة أيونية كاملة، مجموع المعاملات هو 12 Fe 2+ + 2OH - Fe(OH) 2 ↓ مختصر أيوني، مجموع المعاملات هو 4 الإجابة الصحيحة هي 4. |
|
أ5. المعادلة الأيونية المختصرة للتفاعل H + +OH - →H 2 O تتوافق مع التفاعل: 2. هيدروكسيد الصوديوم (PP) + HNO 3 3. النحاس (OH) 2 + حمض الهيدروكلوريك 4. CuO + H2SO4 |
تعكس هذه المعادلة المختصرة التفاعل بين قاعدة قوية وحمض قوي. القاعدة متوفرة في الإصدارين 2 و3، لكن Cu(OH) 2 عبارة عن قاعدة غير قابلة للذوبان الإجابة الصحيحة 2. |
|
أ6. يستمر تفاعل التبادل الأيوني حتى الاكتمال عندما يتم تصريف المحاليل: 1. نترات الصوديوم وكبريتات البوتاسيوم 2. كبريتات البوتاسيوم وحمض الهيدروكلوريك 3. كلوريد الكالسيوم ونترات الفضة 4. كبريتات الصوديوم وكلوريد البوتاسيوم |
لنكتب كيف يجب أن تتم تفاعلات التبادل الأيوني بين كل زوج من المواد. نانو 3 + ك 2 سو 4 → نا 2 سو 4 + ك نو 3 K 2 SO 4 + حمض الهيدروكلوريك → H 2 SO 4 + بوكل CaCl 2 +2AgNO 3 → 2AgCl↓ + Ca(NO 3) 2 نا 2 SO 4 + بوكل → K 2 SO 4 + كلوريد الصوديوم من جدول الذوبان نرى أن AgCl↓ الإجابة الصحيحة 3. |
|
أ7. في محلول مائي ينفصل تدريجيا: |
تخضع الأحماض المتعددة القاعدة إلى تفكك تدريجي في محلول مائي. ومن بين هذه المواد، يعتبر H2S فقط حمضًا. الإجابة الصحيحة 3. |
|
أ8. معادلة التفاعل جuCl 2 +2 كوه→ النحاس(أوه) 2 ↓+2 بوكليتوافق مع المعادلة الأيونية المختصرة: 1. CuCl 2 +2OH - →Cu 2+ +2OH - +2Cl - 2. Cu 2+ +KOH → Cu(OH) 2 ↓+K + 3. Cl - +K + →KCl 4. النحاس 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓ |
لنكتب المعادلة الأيونية الكاملة: النحاس 2+ +2Cl - +2K + +2OH - → النحاس (OH) 2 ↓+2K + +2Cl - وبحذف الأيونات غير المرتبطة نحصل على المعادلة الأيونية المختصرة Cu 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓ الإجابة الصحيحة هي 4. |
|
أ9. رد الفعل يكاد يكون كاملا: 1. نا 2 SO 4 + بوكل → 2. H 2 SO 4 + BaCl 2 → 3. كنو 3 + هيدروكسيد الصوديوم → 4. نا 2 SO 4 + CuCl 2 → |
لنكتب تفاعلات التبادل الأيوني الافتراضية: نا 2 SO 4 + بوكل → K 2 SO 4 + Na Cl H 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2HCl كنو 3 + هيدروكسيد الصوديوم → نانو 3 + كوه نا 2 SO 4 + CuCl 2 → CuSO 4 + 2NaCl وفقا لجدول الذوبان نرى BaSO 4 ↓ الإجابة الصحيحة 2. |
|
أ10. بيئة محايدةلديه الحل: 2. (نه 4) 2 سو 4 |
فقط المحاليل المائية للأملاح المكونة من قاعدة قوية وحمض قوي لها بيئة محايدة. NaNO3 هو ملح يتكون من القاعدة القوية NaOH والحمض القوي HNO3. الإجابة الصحيحة 1. |
|
أ11. يمكن زيادة حموضة التربة عن طريق إدخال الحل: |
من الضروري تحديد الملح الذي سيعطي تفاعلًا حمضيًا للوسط. ويجب أن يكون ملحاً مكوناً من حمض قوي وقاعدة ضعيفة. هذا هو NH 4 NO 3. الإجابة الصحيحة 1. |
|
أ12. يحدث التحلل المائي عندما يذوب في الماء: |
فقط الأملاح التي تتكون من قاعدة قوية وحمض قوي لا تخضع للتحلل المائي. جميع الأملاح المذكورة أعلاه تحتوي على أيونات أحماض قوية. يحتوي AlCl 3 فقط على قاعدة كاتيونية ضعيفة. الإجابة الصحيحة هي 4. |
|
ج13. لا يخضع للتحلل المائي: 1. حمض الخليك 2. إيثيل حمض الأسيتيك 3. النشا |
التحلل المائي لدينا قيمة عظيمة V الكيمياء العضوية. الاسترات والنشا والبروتين تخضع للتحلل المائي. الإجابة الصحيحة 1. |
|
أ14. ما الرقم الذي يمثل جزءًا من المعادلة الجزيئية؟ تفاعل كيميائي، الموافق للمعادلة الأيونية المتعددة C ش 2+ +2 أوه - → النحاس(أوه) 2 ↓? 1. النحاس (OH) 2 + حمض الهيدروكلوريك→ 2. CuCO 3 + H 2 SO 4 → 3. CuO + HNO 3 → 4. CuSO4 +KOH→ |
وفقًا للمعادلة المختصرة، يترتب على ذلك أنك تحتاج إلى تناول أي مركب قابل للذوبان يحتوي على أيون النحاس وأيون الهيدروكسيد. من بين جميع مركبات النحاس المدرجة، فقط CuSO 4 قابل للذوبان، وفقط في التفاعل المائي يكون OH - . الإجابة الصحيحة هي 4. |
|
أ15.متى تتفاعل المواد التي سيتم إطلاق أكسيد الكبريت؟: 1. نا 2 SO 3 وحمض الهيدروكلوريك 2. AgNO 3 وK 2 SO 4 3. باكو 3 وHNO 3 4. نا 2 S وحمض الهيدروكلوريك |
ينتج عن التفاعل الأول حمض غير مستقر H2SO3، والذي يتحلل إلى ماء وأكسيد الكبريت (IV) الإجابة الصحيحة1.
|
ثانيا. الإجابة القصيرة والمهام المطابقة.
|
ب1. المجموع الكلي لجميع المعاملات في المعادلة الأيونية الكاملة والمختزلة للتفاعل بين نترات الفضة وهيدروكسيد الصوديوم هو... |
لنكتب معادلة التفاعل: 2AgNO 3 +2NaOH→Ag 2 O↓+ 2NaNO 3 +H 2 O المعادلة الأيونية الكاملة: 2Ag + +2NO 3 - +2Na + +2OH - →Ag 2 O↓+ 2Na + +2NO 3 - +H 2 O المعادلة الأيونية المختصرة: 2Ag + +2OH - →Ag 2 O↓+H 2 O الإجابة الصحيحة: 20 |
|
ب2. اكتب معادلة أيونية كاملة لتفاعل 1 mol من هيدروكسيد البوتاسيوم مع 1 mol من هيدروكسيد الألومنيوم. أوجد عدد الأيونات في المعادلة. |
كوه + آل (أوه) 3 ↓→ ك المعادلة الأيونية الكاملة: ك + +OH - + آل(OH) 3 ↓ → K + + - الإجابة الصحيحة: 4 أيونات. |
|
ب3. طابق اسم الملح مع علاقته بالتحلل المائي: أ) خلات الأمونيوم 1. لا تتحلل ب) كبريتيد الباريوم 2. بواسطة الكاتيون ب) كبريتيد الأمونيوم 3. بواسطة الأنيون د) كربونات الصوديوم 4. بواسطة الكاتيون والأنيون |
للإجابة على السؤال، تحتاج إلى تحليل قاعدة القوة والحمض الذي تتكون منه هذه الأملاح. الإجابة الصحيحة A4 B3 C4 D3 |
|
س 4. يحتوي محلول مول واحد من كبريتات الصوديوم على 6.02أيونات الصوديوم. احسب درجة تفكك الملح. |
لنكتب معادلة التفكك الكهربائي لكبريتات الصوديوم: نا 2 SO 4 ↔ 2Na + + SO 4 2- يتفكك 0.5 mol من كبريتات الصوديوم إلى أيونات. |
|
ب5. تطابق الكواشف مع المعادلات الأيونية المختصرة: 1. Ca(OH) 2 +HCl → A)NH 4 + +OH - →NH 3 +H 2 O 2. NH 4 Cl + NaOH → B) Al 3+ + OH - → Al(OH) 3 ↓ 3. AlCl 3 +KOH → B) H + +OH - →H2O 4. BaCl 2 +Na 2 SO 4 → D) Ba 2+ +SO 4 2- → BaSO 4 ↓ الإجابة الصحيحة: ب1، أ2، ب3، د4 |
|
|
ب6. اكتب المعادلة الأيونية الكاملة المقابلة للمختصر: معيا 3 2- +2 ح + → شركة 2 + ح 2 يا. اذكر مجموع المعاملات في المعادلات الأيونية الجزيئية والكلية. |
عليك أن تأخذ أي كربونات قابلة للذوبان وأي حمض قوي قابل للذوبان. الجزيئية: Na 2 CO 3 +2HCl → CO 2 +H 2 O +2NaCl؛ الأيونية الكاملة: 2Na + +CO 3 2- +2H + +2Cl - → CO 2 +H 2 O +2Na + +2Cl - ; |
ثالثا.المهام مع إجابات مفصلة
|
سؤال |
تعتبر المحاليل المائية لبعض المواد موصلة للكهرباء التيار الكهربائي. يتم تصنيف هذه المواد على أنها إلكتروليتات. الإلكتروليتات هي أحماض وقواعد وأملاح تذوب بعض المواد.
تعريف
تسمى عملية تحلل الإلكتروليتات إلى أيونات في المحاليل المائية وذوبانها تحت تأثير التيار الكهربائي التفكك الكهربائي.
محاليل بعض المواد في الماء لا توصل الكهرباء. وتسمى هذه المواد غير الشوارد. وتشمل هذه العديد المركبات العضويةمثل السكر والكحوليات.
نظرية التفكك الكهربائي
نظرية التفكك الإلكتروليتي صاغها العالم السويدي س. أرينيوس (1887). الأحكام الرئيسية لنظرية س. أرهينيوس:
— تتفكك (تتفكك) الشوارد عند ذوبانها في الماء إلى أيونات موجبة وسالبة الشحنة؛
— تحت تأثير التيار الكهربائي، تنتقل الأيونات الموجبة الشحنة إلى الكاثود (الكاتيونات)، والأيونات السالبة إلى الأنود (الأنيونات)؛
- التفكك هو عملية عكسية
كا ↔ ك + + ا −
آلية التفكك الإلكتروليتي هي التفاعل الأيوني ثنائي القطب بين الأيونات وثنائيات أقطاب الماء (الشكل 1).
أرز. 1. التفكك الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم
المواد ذات الروابط الأيونية تنفصل بسهولة أكبر. يحدث التفكك بشكل مشابه في الجزيئات المتكونة وفقًا للنوع القطبي الرابطة التساهمية(طبيعة التفاعل هي ثنائي القطب ثنائي القطب).
تفكك الأحماض والقواعد والأملاح
عندما تنفصل الأحماض، تتشكل دائمًا أيونات الهيدروجين (H +)، أو بشكل أكثر دقة الهيدرونيوم (H 3 O +)، المسؤولة عن خصائص الأحماض (الطعم الحامض، وعمل المؤشرات، والتفاعل مع القواعد، وما إلى ذلك).
HNO 3 ↔ H + + NO 3 −
عندما تتفكك القواعد، تتشكل دائمًا أيونات هيدروكسيد الهيدروجين (OH −) المسؤولة عن خواص القواعد (تغير ألوان المؤشر، التفاعل مع الأحماض، الخ).
هيدروكسيد الصوديوم ↔ Na + + OH −
الأملاح عبارة عن إلكتروليتات، عند تفككها تتشكل الكاتيونات المعدنية (أو كاتيون الأمونيوم NH 4 +) وأنيونات بقايا الحمض.
CaCl 2 ↔ Ca 2+ + 2Cl −
تنفصل الأحماض والقواعد المتعددة القاعدة تدريجيًا.
H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 − (المرحلة الأولى)
HSO 4 − ↔ H + + SO 4 2- (المرحلة الثانية)
Ca(OH) 2 ↔ + + OH − (المرحلة الأولى)
+ ↔ Ca 2+ + OH −
درجة التفكك
تنقسم الإلكتروليتات إلى محاليل ضعيفة وقوية. لوصف هذا المقياس، هناك مفهوم وقيمة درجة التفكك (). درجة التفكك هي نسبة عدد الجزيئات المنفصلة إلى أيونات إلى العدد الإجمالي للجزيئات. غالبًا ما يتم التعبير عنها بـ٪.
تشمل الإلكتروليتات الضعيفة المواد التي تقل درجة تفككها في المحلول العشري (0.1 مول/لتر) عن 3%. تشمل الإلكتروليتات القوية المواد التي تزيد درجة تفككها في المحلول العشري (0.1 مول/لتر) عن 3%. لا تحتوي محاليل الإلكتروليتات القوية على جزيئات غير منفصلة، وتؤدي عملية الارتباط (التركيب) إلى تكوين أيونات مائية وأزواج أيونية.
تتأثر درجة التفكك بشكل خاص بطبيعة المذيب، وطبيعة المادة المذابة، ودرجة الحرارة (بالنسبة للإلكتروليتات القوية، تتناقص درجة التفكك مع زيادة درجة الحرارة، وبالنسبة للإلكتروليتات الضعيفة فإنها تمر عبر الحد الأقصى في نطاق درجة الحرارة 60 درجة مئوية)، وتركيز المحاليل، وإدخال الأيونات التي تحمل نفس الاسم في المحلول.
إلكتروليتات مذبذبة
هناك إلكتروليتات، عند تفككها، تشكل أيونات H + و OH -. تسمى هذه الإلكتروليتات مذبذبة، على سبيل المثال: Be(OH) 2، Zn(OH) 2، Sn(OH) 2، Al(OH) 3، Cr(OH) 3، إلخ.
H + +RO − ↔ ROH ↔ R + +OH −
معادلات التفاعل الأيوني
التفاعلات في المحاليل المائية للإلكتروليتات هي تفاعلات بين الأيونات - تفاعلات أيونية، تتم كتابتها باستخدام المعادلات الأيونية في الأشكال الجزيئية والأيونية الكاملة والأيونية المختصرة. على سبيل المثال:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl (الشكل الجزيئي)
با 2+ + 2 Cl − + 2 نا+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2 نا + + 2 Cl- (الشكل الأيوني الكامل)
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (الشكل الأيوني القصير)
قيمة الرقم الهيدروجيني
الماء هو إلكتروليت ضعيف، وبالتالي فإن عملية التفكك تحدث إلى حد ضئيل.
ح 2 يا ↔ ح + + أوه −
يمكن تطبيق قانون فعل الكتلة على أي توازن ويمكن كتابة التعبير عن ثابت التوازن:
ك = /
وبالتالي فإن تركيز الماء في التوازن هو قيمة ثابتة.
ك = = كيلوواط
من السهل التعبير عن الحموضة (القاعدية) للمحلول المائي من خلال اللوغاريتم العشري التركيز الموليأيونات الهيدروجين مأخوذة بعلامة معاكسة. تسمى هذه الكمية قيمة الرقم الهيدروجيني(الرقم الهيدروجيني).
