Pelajaran ini dikhususkan untuk mempelajari topik "Disosiasi elektrolit". Dalam proses mempelajari topik ini, Anda akan memahami esensi dari beberapa fakta menakjubkan: mengapa larutan asam, garam, dan alkali menghantarkan listrik; mengapa titik didih larutan elektrolit lebih tinggi dari pada larutan nonelektrolit.

Topik: Ikatan kimia.

Pelajaran:Disosiasi elektrolit

Topik pelajaran kita adalah Disosiasi elektrolit". Kami akan mencoba menjelaskan beberapa fakta menakjubkan:

Mengapa larutan asam, garam, dan basa dapat menghantarkan listrik.

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

Svante Arrhenius

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

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

Arus listrik adalah gerakan terarah dari partikel bermuatan bebas. Anda sudah tahu itu larutan dan lelehan garam dan basa bersifat konduktif secara elektrik, karena mereka tidak terdiri dari molekul netral, tetapi partikel bermuatan - ion. Ketika dilebur atau dilarutkan, ion menjadi Gratis pembawa muatan listrik.

Proses disintegrasi suatu zat menjadi ion-ion bebas selama pelarutan atau peleburannya disebut disosiasi elektrolitik.

Beras. 1. Skema dekomposisi menjadi ion natrium klorida

Inti dari disosiasi elektrolitik adalah bahwa ion menjadi bebas di bawah pengaruh molekul air. Gambar 1. Proses penguraian elektrolit menjadi ion ditampilkan menggunakan persamaan kimia. Mari kita tulis persamaan disosiasi untuk natrium klorida dan kalsium bromida. Disosiasi satu mol natrium klorida menghasilkan satu mol kation natrium dan satu mol anion klorida. NaCl⇄ tidak + + Cl -

Disosiasi satu mol kalsium bromida menghasilkan satu mol kation kalsium dan dua mol anion bromida.

Cabr 2 ⇄ Ca 2+ + 2 br -

Catatan: karena rumus partikel netral listrik ditulis di sisi kiri persamaan, muatan total ion harus sama dengan nol.

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

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

Disosiasi satu mol kalium hidroksida menghasilkan satu mol kation kalium dan satu mol anion hidroksida. KOH⇄ K + + Oh -

Disosiasi satu mol barium hidroksida menghasilkan satu mol kation barium dan dua mol anion hidroksida. ba(Oh) 2 ⇄ ba 2+ + 2 Oh -

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

Basa tidak larut dalam air praktis tidak tunduk pada elektrolit disosiasi, karena mereka praktis tidak larut dalam air, dan ketika dipanaskan, mereka terurai, sehingga mereka tidak dapat diperoleh dalam bentuk lelehan.

Beras. 2. Struktur molekul hidrogen klorida dan air

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

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

Pertimbangkan proses disosiasi elektrolitik hidrogen klorida dalam air, tetapi untuk ini kami menuliskan struktur molekul hidrogen klorida dan air. Gbr.2.

Kedua molekul tersebut dibentuk oleh ikatan polar kovalen. Kerapatan elektron dalam molekul hidrogen klorida digeser ke atom klor, dan dalam molekul air - ke atom oksigen. Sebuah molekul air mampu melepaskan kation hidrogen dari molekul hidrogen klorida, dan kation hidronium H 3 O + terbentuk.

Persamaan reaksi untuk disosiasi elektrolitik tidak selalu memperhitungkan pembentukan kation hidronium - biasanya dikatakan bahwa kation hidrogen terbentuk.

Maka persamaan disosiasi hidrogen klorida terlihat seperti ini:

HCl⇄ H + + Cl -

Selama disosiasi satu mol hidrogen klorida, satu mol kation hidrogen dan satu mol anion klorida terbentuk.

Disosiasi bertahap asam sulfat

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

Saya-I tahap disosiasi

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

II - I tahap disosiasi

Pada tahap kedua, disosiasi lebih lanjut dari anion hidrosulfat terjadi. HSO 4 - ⇄ H + + JADI 4 2-

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

Ada asam yang tidak sepenuhnya terdisosiasi bahkan pada tahap pertama - asam seperti itu lemah. Misalnya asam karbonat H2CO3.

Sekarang kita dapat menjelaskan mengapa titik didih larutan elektrolit akan lebih tinggi daripada titik didih larutan non-elektrolit.

Ketika dilarutkan, molekul zat terlarut berinteraksi dengan molekul pelarut, misalnya air. Semakin banyak partikel zat terlarut dalam satu volume air, semakin tinggi titik didihnya. Sekarang bayangkan bahwa jumlah yang sama dari zat elektrolit dan zat non-elektrolit dilarutkan dalam volume air yang sama. Elektrolit dalam air akan terurai menjadi ion-ion, yang berarti jumlah partikelnya akan lebih banyak daripada dalam pelarutan non-elektrolit. Dengan demikian, adanya partikel bebas dalam elektrolit menjelaskan mengapa titik didih larutan elektrolit akan lebih tinggi daripada titik didih larutan non-elektrolit.

Menyimpulkan pelajaran

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

1. Rudzitis G.E. Kimia anorganik dan organik. Kelas 9: buku teks untuk lembaga pendidikan: tingkat dasar / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. M.: Pencerahan. 2009 119 hlm.: sakit.

2. Popel P.P. Kimia : Kelas 8 : buku pelajaran untuk lembaga pendidikan umum / P.P. Popel, L.S. Krivlya. -K.: IC "Academy", 2008.-240 hal.: sakit.

3. Gabrielyan O.S. Kimia. Kelas 9 Buku pelajaran. Penerbit: Drofa.: 2001. 224 detik.

1. No. 1,2 6 (hal.13) Rudzitis G.E. Kimia anorganik dan organik. Kelas 9: buku teks untuk lembaga pendidikan: tingkat dasar / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. M.: Pencerahan. 2009 119 hlm.: sakit.

2. Apa itu disosiasi elektrolitik? Golongan zat apa sajakah yang termasuk elektrolit?

3. Zat dengan jenis ikatan apakah elektrolit?

Tergantung pada mekanisme aliran arus melalui konduktor, konduktor jenis pertama dan kedua dibedakan. Konduktor jenis pertama dengan konduktivitas elektronik meliputi logam, oksida, sulfida, batu bara. Konduktor jenis ke-2 adalah zat yang terurai dalam kondisi tertentu menjadi ion: mereka memiliki konduktivitas ionik. Zat yang larutan atau lelehannya menghantarkan listrik disebut elektrolit. Zat yang larutan atau lelehannya tidak menghantarkan arus listrik disebut non-elektrolit; Elektrolit meliputi asam, basa, dan hampir semua garam; non-elektrolit mencakup sebagian besar senyawa organik. Dalam larutan atau lelehan, elektrolit terurai menjadi ion. Penguraian elektrolit menjadi ion-ion ketika mereka dilarutkan dalam air disebut disosiasi elektrolitik. Disosiasi dalam larutan berlangsung di bawah aksi molekul pelarut polar. Dalam lelehan, disosiasi terjadi karena pemanasan zat. Teori disosiasi elektrolitik dikembangkan oleh ahli kimia Swedia terkenal S. Arrhenius (1887). Ketentuan utama teori modern disosiasi elektrolitik: |T] Ketika dilarutkan dalam air, elektrolit terurai (disosiasi) menjadi partikel positif dan negatif (ion), yang berada dalam larutan dalam gerakan kacau. 1 K°> "Untuk tahap kedua disosiasi HS"<± Н+ + S2" значение константы диссоциации KD равно: n2s К D Для полной диссоциации H9S 7=* 2Н+ + S2" н,s значение константы диссоциации KDr равно произведению констант диссоциации по первой и второй ступени: KH2S V^i® . V D Dl Da . При прочих равных условиях KDj >>... KD. »sedangkan pelepasan proton dari molekul netral selalu berlangsung lebih mudah daripada dari ion bermuatan negatif. Proses disosiasi yang penting adalah disosiasi air: H20 t ± H + + OH Konstanta untuk proses ini pada 25 ° C adalah: sama dengan jumlah mol air dalam 1 liter, yaitu [H20] \u003d 1000 / 18 - 55,56 mol, lalu [H +] [OH "] - \u003d 10 ~ 14. Oleh karena itu, produk dari konsentrasi ion H + dan OH "pada suhu tertentu adalah konstan. Produk ini disebut produk ion air (Kj ^ q) Karena konsentrasi ion hidrogen terhidrasi dan ion hidroksida sama dalam air, [H +] = [OH"] -= 10~7 mol/l. Larutan dengan konsentrasi ion yang sama disebut netral; larutan di mana [H+] > [OH~] bersifat asam; larutan dimana [H+]< [ОН"] - щелочным (основным). На практике использование концентрации ионов водорода для характеристики кислотности среды неудобно. Обычно для этой цели применяют величину отрицательного десятичного логарифма концентрации водородных ионов, которую называют водородным показателем рН («пэ аш»): pH--lg. Тогда для нейтральной среды рН = -lglO"7 = 7, для кислых растворов рН < 7, для щелочных рН >7. Contoh 1 Tentukan konsentrasi ion hidrogen dan ion hidroksida dalam larutan asam klorida 5 10~4 M. Diketahui: Cm (HC1) « 5 10 "4 M Cari: [H +]; [OH "] Solusi: Karena HC1 adalah elektrolit kuat, [H +] akan sama dengan konsentrasi molar asam, yaitu CH + \u003d 5 10~4 mol/l, 10"14 10"14 = WT ~ 5 > 10-4 "2" 10 M0L/L-Jawaban: [H+] = 5 10~4 mol/l; [OH "] \u003d 2 10 "p mol / l. Contoh 2 Tentukan pH larutan KOH 0,01 M. Diberikan: Temukan: pH (p-ra) Solusi: KOH adalah elektrolit kuat, dan oleh karena itu [OH ~] akan sama dengan konsentrasi alkali, yaitu [OH "] \u003d 10" 2 mol / l. 1 (G14 KG1 mol / l "pH - -lg \u003d -lglO" 12 \u003d 12. Jawaban: pH \u003d 12.

Pilar dasar kimia, bersama dengan sistem periodik D. I. Mendeleev, struktur senyawa organik A. M. Butlerov, dan penemuan penting lainnya, adalah teori disosiasi elektrolitik. Pada tahun 1887, ini dikembangkan oleh Svante Arrhenius untuk menjelaskan perilaku spesifik elektrolit dalam air, cairan polar lainnya, dan lelehan. Dia menemukan kompromi antara dua teori solusi yang sangat berbeda yang ada pada saat itu - fisika dan kimia. Yang pertama berpendapat bahwa zat terlarut dan pelarut tidak berinteraksi satu sama lain dengan cara apa pun, membentuk campuran mekanis sederhana. Yang kedua adalah bahwa ada ikatan kimia di antara mereka. Ternyata, pada kenyataannya, kedua properti itu melekat dalam solusi.

Pada tahap perkembangan ilmu pengetahuan selanjutnya, banyak ilmuwan melanjutkan penelitian dan pengembangan di bidang ini, berdasarkan informasi yang tersedia tentang struktur atom dan sifat ikatan kimia di antara mereka. Secara khusus, I. A. Kablukov berurusan dengan masalah proses solvasi, V. A. Kistyakovsky menentukan ketergantungan kenaikan kolom cair dalam kapiler di bawah kondisi suhu mendidih pada berat molekul.

Interpretasi modern dari teori

Sebelum munculnya penemuan ini, banyak sifat dan keadaan dari proses pemisahan tidak dipelajari, serta solusi itu sendiri. Disosiasi elektrolitik adalah proses disintegrasi suatu zat menjadi ion-ion penyusunnya dalam air atau cairan polar lainnya, interaksi partikel senyawa dengan molekul pelarut, munculnya mobilitas kation dan anion pada simpul-simpul kisi kristal akibat pelelehan. Akibatnya, zat yang terbentuk memperoleh sifat baru - konduktivitas listrik.

Ion, berada dalam keadaan larutan atau lelehan bebas, berinteraksi satu sama lain. Yang bermuatan sejenis tolak-menolak, yang bermuatan tak sejenis tarik-menarik. Partikel bermuatan dilarutkan oleh molekul pelarut - masing-masing dikelilingi oleh dipol yang berorientasi ketat sesuai dengan gaya tarik Coulomb, dalam kasus tertentu mereka terhidrasi jika medianya berair. Kation selalu memiliki jari-jari yang lebih besar daripada anion karena susunan partikel yang spesifik di sekitarnya dengan muatan yang terlokalisasi di tepinya.

Komposisi, klasifikasi, dan nama partikel bermuatan berdasarkan disosiasi elektrolitik

Ion adalah atom atau sekelompok atom yang membawa muatan positif atau negatif. Mereka dicirikan oleh pembagian bersyarat menjadi yang sederhana (K (+) , Ca (2+) , H (+) - terdiri dari satu unsur kimia), kompleks dan kompleks (OH (-) , SO 4 (2-), HCO 3 (- ) - dari beberapa). Jika kation atau anion dikaitkan dengan molekul pelarut, itu disebut terlarut, dengan dipol molekul H2O - terhidrasi.

Ketika disosiasi elektrolitik air terjadi, dua partikel bermuatan H (+) dan OH (-) terbentuk. Sebuah proton hidrogen menerima pasangan elektron oksigen yang tidak digunakan bersama dari molekul air lain ke dalam orbital kosong, sebagai akibatnya ion hidronium H 3 O (+) terbentuk.

Ketentuan utama penemuan Arrhenius

Semua perwakilan dari kelas senyawa anorganik, kecuali oksida, dalam larutan dipol berorientasi cairan terurai, dalam istilah kimia - mereka terdisosiasi menjadi ion penyusunnya pada tingkat yang lebih besar atau lebih kecil. Proses ini tidak memerlukan adanya arus listrik; persamaan disosiasi elektrolitik adalah representasi skematisnya.

Masuk ke dalam larutan atau meleleh, ion dapat terkena arus listrik dan bergerak ke arah katoda (elektroda negatif) dan anoda (positif). Yang terakhir menarik agregat atom bermuatan berlawanan. Dari sini partikel mendapatkan namanya - kation dan anion.

Secara paralel dan bersamaan dengan peluruhan zat, proses sebaliknya terjadi - asosiasi ion menjadi molekul asli, oleh karena itu, pembubaran seratus persen zat tidak terjadi. Persamaan untuk reaksi disosiasi elektrolitik seperti itu mengandung tanda yang sama antara bagian kanan dan kirinya. Disosiasi elektrolitik, seperti reaksi lainnya, mematuhi hukum yang mengatur kesetimbangan kimia, dan hukum aksi massa tidak terkecuali. Dinyatakan bahwa laju proses penguraian menjadi ion sebanding dengan konsentrasi elektrolit.

Klasifikasi zat selama disosiasi

Terminologi kimia membagi zat menjadi tidak larut, sedikit larut dan larut. Dua yang terakhir adalah elektrolit lemah dan kuat. Informasi tentang kelarutan senyawa tertentu dirangkum dalam tabel kelarutan. Disosiasi elektrolit kuat adalah proses ireversibel; mereka benar-benar hancur menjadi ion. Lemah - hanya sebagian, fenomena asosiasi melekat di dalamnya, dan oleh karena itu, keseimbangan proses yang sedang berlangsung.

Penting untuk dicatat bahwa tidak ada hubungan langsung antara kelarutan dan kekuatan elektrolit. Dalam yang kuat, itu mungkin diekspresikan dengan lemah. Sama seperti elektrolit lemah, mereka bisa sangat larut dalam air.

Contoh senyawa yang larutannya dapat menghantarkan listrik

Kelas "elektrolit kuat" mencakup semua asam yang terdisosiasi dengan baik, seperti nitrat, hidroklorik, brom, sulfat, perklorat, dan lainnya. Pada tingkat yang sama, alkali adalah hidroksida alkali dan perwakilan individu dari kelompok "logam alkali tanah". Disosiasi elektrolitik garam sangat kuat, kecuali untuk sianat dan tiosianat tertentu, serta merkuri (II) klorida.

Kelas "elektrolit lemah" diwakili oleh sisa mineral dan hampir semua asam organik: karbonat, sulfida, borat, nitrogen, belerang, silikat, asetat, dan lainnya. Serta sedikit larut dan basa hidrokarbon dan hidroksida amfoter (hidroksida magnesium, berilium, besi, seng dalam keadaan oksidasi (2+)). Pada gilirannya, molekul air adalah elektrolit yang sangat lemah, tetapi masih terurai menjadi ion.

Deskripsi kuantitatif dari proses disosiasi

Tingkat disosiasi elektrolitik sebenarnya mencirikan sejauh mana proses pemisahan. Dapat dihitung - jumlah partikel yang dipecah menjadi ion harus dibagi dengan jumlah total molekul zat terlarut dalam sistem. Nilai ini dilambangkan dengan huruf "alpha".

Adalah logis bahwa untuk elektrolit kuat "α" sama dengan satu, atau seratus persen, karena jumlah partikel yang meluruh sama dengan jumlah totalnya. Untuk yang lemah - selalu kurang dari satu. Dekomposisi lengkap molekul awal menjadi ion dalam media berair tidak terjadi, dan proses sebaliknya terjadi.

Faktor utama yang mempengaruhi kelengkapan peluruhan

Tingkat disosiasi elektrolit dipengaruhi oleh sejumlah faktor yang tidak dapat disangkal. Pertama-tama, sifat pelarut dan zat yang terurai di dalamnya adalah penting. Misalnya, semua elektrolit kuat memiliki jenis ikatan kovalen yang sangat polar atau ionik antara partikel penyusunnya. Cairan diwakili oleh dipol, khususnya air, ada pemisahan muatan dalam molekul, dan sebagai akibat dari orientasi spesifiknya, disosiasi elektrolitik zat terlarut terjadi.

Nilai alpha berbanding terbalik dengan konsentrasi. Semakin meningkat, nilai derajat disosiasi menurun, dan sebaliknya. Proses itu sendiri sepenuhnya endotermik, yaitu, sejumlah panas diperlukan untuk memulainya. Pengaruh faktor suhu dibuktikan sebagai berikut: semakin tinggi, semakin besar derajat disosiasi.

Faktor Sekunder

Asam polibasa, seperti fosfat, dan basa dengan beberapa gugus hidroksil, seperti Fe(OH) 3 , terurai menjadi ion secara bertahap. Ketergantungan ditentukan - setiap tahap disosiasi berikutnya ditandai dengan tingkat yang ribuan atau puluhan ribu kali lebih kecil dari yang sebelumnya.

Derajat dekomposisi juga dapat diubah dengan menambahkan elektrolit lain ke dalam sistem, yang mengubah konsentrasi salah satu ion zat terlarut utama. Ini memerlukan pergeseran kesetimbangan ke samping, yang ditentukan oleh aturan Le Chatelier-Brown - reaksi berlangsung ke arah di mana netralisasi pengaruh yang diberikan pada sistem dari luar diamati.

Konstanta proses kesetimbangan klasik

Untuk mengkarakterisasi proses dekomposisi elektrolit lemah, selain derajatnya, konstanta disosiasi elektrolit (Kd) digunakan, yang dinyatakan dengan rasio konsentrasi kation dan anion dengan kandungan kuantitatif molekul awal dalam sistem. . Faktanya, ini adalah konstanta kesetimbangan kimia yang biasa untuk reaksi reversibel dari pemecahan zat terlarut menjadi ion.

Misalnya, untuk proses penguraian senyawa menjadi partikel penyusunnya, konstanta disosiasi (K d) akan ditentukan oleh hasil bagi konsentrasi konstan kation dan anion dalam komposisi larutan, yang dipangkatkan dengan angka-angka di depannya dalam persamaan kimia, dan jumlah total sisa unit formula yang tidak terdisosiasi zat terlarut. Ada ketergantungan - semakin tinggi (K d), semakin besar jumlah kation dan anion dalam sistem.

Hubungan antara konsentrasi senyawa pengurai lemah, tingkat disosiasi dan konstanta ditentukan menggunakan hukum pengenceran Ostwald dengan persamaan: K d \u003d 2 s.

Air sebagai zat yang berdisosiasi lemah

Molekul dipol meluruh menjadi partikel bermuatan dalam jumlah yang sangat kecil, karena ini secara energetik tidak menguntungkan. Namun, ada pemisahan menjadi kation hidrogen dan anion hidroksil. Dengan mempertimbangkan proses hidrasi, kita dapat berbicara tentang pembentukan ion hidronium dan OH (-) dari dua molekul air.

Disosiasi konstan ditentukan oleh rasio produk proton hidrogen dan gugus hidroksida, yang disebut produk ionik air, dengan konsentrasi kesetimbangan molekul yang tidak terurai dalam larutan.

Disosiasi elektrolitik air menentukan keberadaan dalam sistem H (+), yang mencirikan keasamannya, dan keberadaan OH (-) - kebasaan. Jika konsentrasi proton dan gugus hidroksil sama, lingkungan seperti itu disebut netral. Ada yang disebut indeks pH - ini adalah logaritma negatif dari total kandungan kuantitatif H (+) dalam suatu larutan. pH kurang dari 7 menunjukkan bahwa lingkungan bersifat asam, lebih - tentang alkalinitasnya. Ini adalah nilai yang sangat penting, menurut nilai eksperimennya, reaksi biologis, biokimia, dan kimia dari berbagai sistem air - danau, kolam, sungai, dan laut dianalisis. Relevansi indikator hidrogen untuk proses industri juga tidak dapat disangkal.

Merekam reaksi dan notasi

Persamaan disosiasi elektrolitik menggunakan tanda-tanda kimia menggambarkan proses disintegrasi molekul menjadi partikel yang sesuai dan disebut ionik. Ini berkali-kali lebih sederhana daripada molekul standar dan memiliki bentuk yang lebih umum.

Ketika menyusun persamaan seperti itu, harus diperhitungkan bahwa zat yang mengendap atau dikeluarkan dari campuran yang bereaksi sebagai bagian dari uap gas selama reaksi harus selalu ditulis hanya dalam bentuk molekul, berbeda dengan senyawa elektrolit, yang perwakilan kuatnya hanya dalam bentuk dipecah menjadi ion-ion yang termasuk dalam komposisi larutan. Disosiasi elektrolit bagi mereka adalah proses yang tidak dapat diubah, karena asosiasi tidak mungkin terjadi karena pembentukan zat atau gas non-fisil. Untuk jenis persamaan ini, aturan yang sama berlaku untuk reaksi kimia lainnya - jumlah koefisien bagian kiri dan kanan harus sama satu sama lain untuk menjaga keseimbangan material.

Disosiasi elektrolitik asam dan basa dapat berlangsung dalam beberapa tahap jika zatnya polibasa atau poliasam. Setiap subreaksi memiliki persamaannya sendiri.

Peran dalam ilmu kimia dan perkembangannya

Penciptaan teori Svante Arrhenius adalah yang paling penting untuk proses umum pembentukan ilmu fisika dan, khususnya, elektrokimia. Atas dasar penemuan fenomena seperti disosiasi elektrolitik, proses elektroda, kekhususan aliran arus melalui berbagai media, dan teori induksi potensial katoda-anoda telah menerima pengembangan intensif. Selain itu, teori solusi telah berkembang pesat. Penemuan yang belum pernah terjadi sebelumnya menunggu kinetika kimia, bidang korosi logam dan paduan, serta bekerja untuk menemukan cara perlindungan baru terhadapnya.

Ada begitu banyak hal baru dan tidak dikenal di dunia modern. Setiap hari, para ilmuwan bergerak lebih jauh dan lebih jauh dalam pengetahuan tentang disiplin besar seperti kimia. Disosiasi elektrolitik, serta pencipta dan pengikutnya, selalu mendapat tempat dalam konteks perkembangan ilmu pengetahuan dunia.

Zat yang larutannya (atau meleleh) menghantarkan listrik disebut e le c t r o l i t a m i Seringkali, larutan zat ini sendiri juga disebut elektrolit. Larutan (mencair) elektrolit ini adalah: konduktor jenis kedua, karena transmisi listrik dilakukan di dalamnya dengan gerakan saya o n o v - partikel bermuatan. Partikel yang bermuatan positif disebut kation (Ca +2), partikel yang bermuatan negatif - anion (DIA -). Ion bisa sederhana (Ca +2, H +) dan kompleks (RO 4 3, HCO 3 2).

Pendiri teori disosiasi elektrolitik adalah ilmuwan Swedia S. Arrhenius. Menurut teori disosiasi elektrolit disebut disintegrasi molekul menjadi ion ketika dilarutkan dalam air, dan ini terjadi tanpa pengaruh arus listrik. Namun, teori ini tidak menjawab pertanyaan: apa yang menyebabkan munculnya ion dalam larutan dan mengapa ion positif, bertabrakan dengan yang negatif, tidak membentuk partikel netral.

Ilmuwan Rusia memberikan kontribusi mereka untuk pengembangan teori ini: D.I. Mendeleev, I. A. Kablukov - pendukung teori kimia larutan, yang memperhatikan efek pelarut dalam proses disosiasi. Kablukov berpendapat bahwa zat terlarut berinteraksi dengan pelarut ( proses penyelesaian ) membentuk produk dari komposisi variabel ( s o l v a t y ).

Solvate adalah ion yang dikelilingi oleh molekul pelarut (solvate shell), yang jumlahnya bisa berbeda (karena inilah komposisi variabel tercapai). Jika pelarutnya adalah air, maka proses interaksi molekul zat terlarut dan pelarut disebut g i d r a t a c i e y, dan produk interaksinya adalah g i d r a t o m.

Jadi, penyebab disosiasi elektrolitik adalah solvasi (hidrasi). Dan itu adalah solvasi (hidrasi) ion yang mencegah koneksi terbalik menjadi molekul netral.

Secara kuantitatif, proses disosiasi ditandai dengan nilai derajat disosiasi elektrolit ( α ), yang merupakan rasio jumlah materi terionisasi dengan jumlah total zat terlarut. Oleh karena itu untuk elektrolit kuat α = 1 atau 100% (ion terlarut ada dalam larutan), untuk elektrolit lemah 0< α < 1 (в растворе присутствуют наряду с ионами растворенного вещества и его недиссоциированные молекулы), для неэлектролитов α = 0 (tidak ada ion dalam larutan). Selain sifat zat terlarut dan pelarut, kuantitas α tergantung pada konsentrasi larutan dan suhu.

Jika pelarutnya adalah air, elektrolit kuat meliputi:

1) semua garam;

2) asam-asam berikut: HCl, HBr, HI, H 2 SO 4 , HNO 3 , HClO 4 ;

3) basa berikut: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH) 2 , Sr(OH) 2 , Ba(OH) 2 .

Proses disosiasi elektrolitik adalah reversibel, oleh karena itu dapat dicirikan oleh nilai konstanta kesetimbangan, yang, dalam kasus elektrolit lemah, disebut konstanta disosiasi (K D ) .

Semakin besar nilai ini, semakin mudah elektrolit terurai menjadi ion, semakin banyak ionnya dalam larutan. Contoh: HF H + + F־

Nilai ini konstan pada suhu tertentu dan tergantung pada sifat elektrolit, pelarut.

Asam polibasa dan basa poliasam berdisosiasi secara bertahap. Misalnya, molekul asam sulfat pertama-tama menghilangkan satu kation hidrogen:

H 2 SO 4 H + + HSO 4 .

Eliminasi ion kedua menurut persamaan

HSO 4 H + + SO 4 2

jauh lebih sulit, karena ia harus mengatasi gaya tarik dari ion bermuatan ganda SO 4 2, yang tentu saja menarik ion hidrogen ke dirinya sendiri lebih kuat daripada ion bermuatan tunggal HSO 4 . Oleh karena itu, tahap kedua disosiasi terjadi pada tingkat yang jauh lebih rendah daripada yang pertama.

Basa yang mengandung lebih dari satu gugus hidroksil dalam molekul juga terdisosiasi secara bertahap. Sebagai contoh:

Ba(OH) 2 BaOH + + OH - ;

BaOH + \u003d Ba 2+ + OH -.

Garam sedang (normal) selalu terdisosiasi menjadi ion logam dan residu asam:

CaCl 2 \u003d Ca 2+ + 2Cl -;

Na 2 SO 4 \u003d 2Na + + SO 4 2-.

Garam asam, seperti asam polibasa, terdisosiasi secara bertahap. Sebagai contoh:

NaHCO 3 \u003d Na + + HCO 3 -;

HCO 3 - \u003d H + + CO 3 2-.

Namun, derajat disosiasi pada tahap kedua sangat kecil, sehingga larutan garam asam hanya mengandung sejumlah kecil ion hidrogen.

Garam-garam basa terdisosiasi menjadi ion-ion residu basa dan asam. Sebagai contoh:

Fe(OH)Cl 2 = FeOH 2+ + 2Cl -.

Disosiasi sekunder ion residu utama menjadi ion logam dan hidroksil hampir tidak terjadi.

Aturan untuk menyusun persamaan disosiasi elektrolitik zat

Proses penghancuran atau penguraian elektrolit menjadi ion disebut disosiasi elektrolit. Bagian penyusun molekul atau kristal yang terurai adalah partikel yang memiliki muatan. Mereka disebut ion.

Ion adalah negatif dan positif. Ion positif disebut kation, yang negatif disebut anion.

Larutan zat yang molekul atau kristalnya mampu terurai menjadi ION (terdisosiasi) dapat menghantarkan arus listrik. Itu sebabnya mereka disebut elektrolit. Seringkali proses disosiasi elektrolitik hanya disebut: disosiasi.

Proses pelarutan suatu zat berbeda dari disosiasi dalam hal, pada saat pembubaran, partikel-partikel zat didistribusikan secara merata di antara molekul-molekul pelarut (air) di seluruh volume larutan, dan dalam proses disosiasi, partikel-partikel zat zat (kristal atau molekul) pecah menjadi bagian-bagian penyusunnya.

Oleh karena itu, dengan kelarutan yang baik, zat tersebut tidak selalu terdisosiasi dengan baik.

Ada zat yang molekul atau kristalnya mudah terurai menjadi ion. Mereka disebut elektrolit kuat.

Elektrolit kuat:

Disosiasi elektrolit kuat tidak dapat diubah

Ada zat yang molekul atau kristalnya tidak mudah terurai menjadi ion. Mereka disebut elektrolit lemah.

Elektrolit lemah:

Disosiasi elektrolit lemah terjadi secara reversibel, yaitu, ion yang terbentuk selama peluruhan molekul, bergabung kembali, membentuk molekul asli. Reversibilitas reaksi ditunjukkan oleh panah multi arah: untuk elektrolit lemah, reaksi balik (asosiasi) berlaku atas peluruhan molekul menjadi ion.

1. Disosiasi elektrolit kuat

Selama disosiasi asam, molekulnya selalu terurai menjadi hidrogen nones H bermuatan positif dan ion residu asam bermuatan negatif.

Perhatikan persamaan disosiasi asam dalam elektrolit kuat. (video pelajaran)

Selama disosiasi basa, molekulnya selalu terurai menjadi logam non logam bermuatan positif dan ion hidroksida bermuatan negatif (OH -).

2. Pertimbangkan persamaan disosiasi basa - elektrolit kuat (Pelajaran video)

3. Selama disosiasi garam, molekulnya selalu terurai menjadi ion logam bermuatan positif dan tidak ada residu asam yang bermuatan negatif.

Perhatikan persamaan disosiasi garam, elektrolit kuat. (video pelajaran)

4. Menyusun persamaan disosiasi garam di mana residu asam terdiri dari satu unsur (klorida (C1), sulfida ( S ), berbeda dari persamaan di mana molekul garam memiliki dua elemen dalam residu asam. (video pelajaran)

5. Disosiasi elektrolit lemah(video pelajaran)

disosiasi asam polibasa dari elektrolit lemah menjadi ion terjadi secara bertahap (bertahap). Dalam hal ini, pada setiap tahap disosiasi, satu ion hidrogen H dan ion residu asam yang bermuatan negatif terbentuk. Mari kita perhatikan persamaan disosiasi untuk elektrolit asam-lemah (H 2 CO 3)

6 Tahap kedua disosiasi HCO 3 - H + + CO 3 -

Jumlah tahapan disosiasi asam, elektrolit lemah, sama dengan jumlah atom hidrogen H dalam molekulnya.

Disosiasi elektrolit lemah basa poliasam menjadi ion terjadi secara bertahap (bertahap). Dalam hal ini, pada setiap tahap disosiasi, terbentuk 1 ion hidroksida (OH-) (video pelajaran)

Basa seperti itu biasanya mengandung beberapa gugus OH. Mari kita perhatikan persamaan disosiasi untuk basa — elektrolit lemah Mg(OH)2

Tahap pertama disosiasi

Mg (OH) 2 MgOH + + OH -

Jumlah tahap disosiasi basa - elektrolit lemah sama dengan jumlah gugus OH dalam molekulnya. (video pelajaran)

Persamaan disosiasi garam elektrolit lemah menjadi ion ditulis dalam satu tahap. Dalam hal ini, ION logam bermuatan positif dan ION bermuatan negatif dari residu asam terbentuk. Perhatikan persamaan disosiasi garam - elektrolit lemah Ca 3 (RO 4) 2

Ca 3 (RO 4) 2 3Ca 2+ + 2RO 4 3- (pelajaran video)

Reaksi terhadap eksperimen (pelajaran video)

1. Reaksi pertukaran ion dengan evolusi gas

Na 2 CO 3 + 2HCl \u003d CO 2 + H 2 O + 2NaCl

2. Reaksi pertukaran ion yang mengarah pada pembentukan garam berwarna cerah

FeCl 3 + 3KNCS \u003d Fe (NCS) 3 + 3KCl

BaCl 2 + K 2 CrO 4 = BaCrO 4 + 2KCl

NiSO 4 + 2NaOH \u003d Ni (OH) 2 + Na 2 SO 4

CuSO 4 + 2NaOH \u003d Cu (OH) 2 + Na 2 SO 4

3. Reaksi netralisasi

NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O

4. Perubahan disosiasi elektrolit pada suhu yang berbeda