3.Контрольні запитання.

1.У чому сутність електролітичної дисоціації?

2.У чому сутність проходження електричного струму скрізь розчин електроліту?

3.Що таке ступень електролітичної дисоціації?

4.Як електропровідність електролітів залежить від його концентрації?

5.Як електропровідність електролітів залежить від температури?

8.Лабораторна робота №5

„Іонні реакції у розчинах електролітів”

Мета роботи: Освоїти сутність реакцій у розчинах електролітів і придбати навички складання іонних реакцій.

1. Теоретичні основи: Згідно теорії електролітичної дисоціації реакції у розчинах електролітів(в яких немає зміни зарядів іонів) відбуваються не між молекулами, а між іонами, на які дисоціюють молекули електролітів. Напрям цих реакцій визначається рівновагою, яка встановлюється у розчині між іонами.

У розчинах слабких електролітів, наприклад оцтової кислоти встановлюється рівновага:

CH₃COOH CH₃COO^- + H⁺,

що характеризується константою рівноваги, яка у цьому випадку зветься константою електролітичної дисоціації, або константою іонізації і має вигляд:

.

Константа рівноваги пов’язана зі ступенем дисоціації законом розведення Освальда:

.

Чим більше константа дисоціації, тим більше ступінь дисоціації, тим сильніше електроліт, тим більше його спроможність розпадатися на іони. Чим константа дисоціації менше, тим міцніша сполука, тим менше вона розпадається на іони.

Для важкорозчинних сполук, при наявності осаду. між осадом і розчином встановлюється рівновага:

AgCI_(тв)  Ag⁺ + CI^-.

В рівноважному стані розчин містить максимальну при даних умовах (температура, розчинник) кількість розчиненої речовини – він насичений. Для насиченого розчину малорозчинного електроліту закон діючих мас має вигляд:

.

Враховуючи, що при наявності твердою фази її концентрація не змінюється, а залишається сталою, то:

.

У стані рівноваги у насиченому розчині малорозчинного електроліту добуток концентрації іонів є константою і зветься добутком розчинності. Для насиченого розчину хлориду аргентуму іонний добуток дорівнює добутку розчинності:

=1,78*10^-10.

В насиченому розчині неможливо ні розчинення осаду ні утворення осаду. Якщо в розчині міститься менша концентрація розчиненої речовини ніж добуток розчинності, то такий розчин ненасичений. Для нього:

<ДР.

В ненасиченому розчині можливо розчинення осаду.

Якщо концентрація розчиненої речовини у розчині більше, ніж добуток розчинності, то такий розчин зветься пересиченим і з нього буде утворюватися осад. Для пересиченого розчину:

>ДР.

Таким чином осадження важкорозчинної сполуки можливо лише тоді, коли іонний добуток перевищує добуток розчинності.

В загальному вигляді для електроліту типу Kt_aAn_b вираз для добутку розчинності має вигляд:

.

Таким чином добуток розчинності – це константа рівноваги для система розчин-осад.

Всі реакції іонного обміну характеризуються зменшенням значення енергії Гіббса і перебігають при значенні константи рівноваги більше одиниці. Наприклад: розглянемо можливість взаємодії між СаСО₃ і НСl:

СаСО₃ + 2НСl CaCl₂ + H₂СO₃.

.

Константа рівноваги більше 1, реакція перебігає у прямому напрямку.

Якщо записати цю реакцію у іонному вигляді:

СаCO₃ + 2H⁺ + 2Cl^- Ca²⁺ 2Cl^- + H₂CO₃.

Реакції у розчинах електролітів, таким чином, перебігають у напрямку утворення слабких електролітів, важкорозчинних або летких сполук і комплексних іонів. Для зображення реакцій, які відбуваються між електролітами, користуються іонними рівняннями, в яких важкорозчинні, леткі, слабкі електроліти і комплексні іони записуються у вигляді молекул(комплексних іонів), а розчинні сильні електроліти – у вигляді іонів. Данні, стосовно сили електролітів і їх розчинності, наведені у довідковій літературі. Нижче наведені деякі приклади іонних реакцій

1.Реакція нейтралізації.

Реакція в молекулярній формі: 2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O.

Іонне рівняння реакції: 2Na⁺ + 2OH^- + 2H⁺ +SO^2-₄ = 2Na⁺ + SO^2-₄ + 2H₂O.

Після скорочення однакових іонів у лівій і правій частинах: 2OH^- + 2H⁺ = 2H₂O.

Після скорочення коефіцієнтів: OH^- + H⁺ = H₂O.

Таким чином реакція нейтралізації зводиться до утворення слабкого електроліту – води.

2.Реакція взаємодії сильних електролітів з утворенням осаду.

Реакція в молекулярній формі: BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄ + 2NaCl.

Іонне рівняння реакції: Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄ ^.

3.Реакція взаємодії слабкого електроліту з сильним з утворенням осаду.

Реакція в молекулярній формі: H₂S + Pb(NO₃)₂ = PbS + 2HNO₃.

Іонне рівняння реакції: H₂S + Pb²⁺ = PbS + 2H⁺.