Химия_1: Вода.Растворы.Электролитическая диссоциация.: Реакции ионного обмена

Вода – простое вещество, единое и неделимое, считали в средние века. «Вода состоит из водорода и кислорода, её можно получить с помощью химической реакции», - утверждал великий Лавуазье

- Изучение свойств воды: прозрачность, нейтральность, запах, вкус.

Вода – химически активное вещество.

Взаимодействие воды с простыми и сложными веществами.

Гидролиз – важнейшее свойство воды.

Записать:1. Вода существует в трёх агрегатных состояниях. Чтобы в этом убедиться, достаточно посмотреть в окно.

2. Плотность льда меньше плотности жидкой воды, благодаря этому, зимой в водоёмах сохраняется жизнь.

3. Вода – это универсальный растворитель в живой и неживой природе.

В молекуле воды атомы водорода расположены под углом 104,5 градусов, благодаря чему, молекула имеет угловую форму. Атомы водорода располагаются по одну сторону от атомов кислорода. Атом кислорода, как более электроотрицательный элемент, смещает электрон на себя. В результате этого на атоме кислорода образуется отрицательный заряд, а на атоме водорода - положительный заряд. Итак, причиной диссоциации водных растворов является особое строение молекулы воды.

2) Понятие об электролитах и неэлектролитах.

В начале 19 века английский ученый М.Фарадей, изучая способность водных растворов солей, кислот и оснований проводить электрический ток, пришел к заключению, что вещества можно разделить на электролиты и неэлектролиты.

2)Понятие об электролитической диссоциации.

Электролиты – это вещества, растворы и расплавы, которых проводят электрический ток (соли, щёлочи, кислоты).

Неэлектролиты – это вещества, растворы и расплавы, которых не проводят электрический ток (дистиллированная вода, оксиды, газы, сахар и другие органические вещества).

Первичное обобщение введение новых знаний в систему знаний учащихся в ходе фронтального опроса:

- Вопросы:

1) Можно ли по формулам веществ: CaCO₃, O₂, NaOH, K₂CO₃, H₂SiO₃, CO₂, Na₂O, H₂, Al(OH)₃, HNO₃, HCl определить является ли вещество электролитом или нет?

2) Какие из веществ, формулы которых вы видите, не являются неэлектролитами? Почему?

3) О каких веществах не можем точно сказать? Почему?

(Нужно использовать таблицу растворимости)

-Почему растворы электролитов проводят электрический ток?

Давайте вспомним, из курса физики, что такое электрический ток?

Электрический ток - это направленное движение заряженных частиц.

- Очевидно, чтобы вещество проводило электрический ток, нужны заряженные частицы, и они в кристалле соли есть. В кристалле NaCl есть заряженные частицы, а эксперимент показал, что твёрдый NaCl электрический ток не проводит. Почему?

(нет движения заряженных частиц)

- А почему раствор NaCl проводит электрический ток?

(есть движение заряженных частиц)

- При растворении происходит освобождение заряженных частиц - ионов. Этот процесс шведский ученый С. Аррениус назвал электролитической диссоциацией.

NaCl + H₂O – проводит электрический ток.

NaCl + бензин – не проводит электрический ток.

(Думаю, что распад электролитов на ионы вызывает растворение в воде)

В 1887 году Аррениус сформулировал основные положения теории электролитической диссоциации (выпишите их стр. 74 Саенко О.Е.)

1. При растворении в воде электролиты диссоциируют (распадаются) на положительные и отрицательные ионы.

Например: NaCl = Na⁺ + Cl^-

Ионы – это одна из форм существования химического элемента. Ионы отличаются от атомов числом электронов, т.е. электрическим зарядом. Атомы – нейтральные частицы, ионы имеют заряд (положительный или отрицательный). Эти два обстоятельства и обуславливают различие их свойств.

Следовательно, ионы – это положительно или отрицательно заряженные частицы в которые превращаются атомы или группы атомов в результате отдачи или присоединения электронов.

- Разберем различие свойств атомов и ионов на примере всем известного вещества – поваренной соли. 1 электрон – это очень много для изменения свойств, поэтому свойства ионов совершенно не похожи на свойства атомов, которые их образовали. Металлический натрий – очень реакционно-способное вещество, которое даже хранят под слоем керосина, иначе натрий начнет взаимодействовать с компонентами окружающей среды. Натрий энергично взаимодействует с водой, образуя при этом щелочь и водород, в то время как положительные ионы натрия таких продуктов не образуют. Хлор имеет желто-зеленый цвет и резкий запах, ядовит, а ионы хлора – бесцветны, неядовиты, лишены запаха. Никому не придет в голову использовать в пищу металлический натрий и газообразный хлор, в то время как без хлорида натрия, состоящего из ионов натрия и хлора, невозможно приготовление пищи. Отличаются эти две частицы только одним электроном.

Слово «ион» в переводе с греческого означает «странствующий». В растворах ионы беспорядочно передвигаются («странствуют») в различных направлениях. По составу ионы делят на простые – Cl^-, Na⁺ сложные – NH₄⁺, SO₄^-.

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

В результате взаимодействия электролита с молекулами воды образуются гидратированные, т.е. связанные с молекулами воды, ионы.

Следовательно, по наличию водной оболочки ионы делят на гидратированные (в растворах и кристаллогидратах) и негидратированные (в безводных солях). Например: кристаллогидраты - глауберова соль, медный купорос; безводные соли – сульфат меди, нитрат натрия. Свойства гидратированных и негидратированных ионов отличаются, как вы смогли убедиться на примере ионов меди.

ИОНЫ (по наличии водной оболочки)

гидратированные
в растворах и кристаллогидратах: CuSO₄*5H₂O , Na₂SO₄*10H₂O

негидратированные
в безводных солях: Cu²⁺SO₄^2-, Na⁺NO₃^-

3. Под действием электрического тока положительно заряженные ионы движутся к отрицательному полюсу источника тока – катоду, поэтому их называют катионами, а отрицательно заряженные ионы движутся к положительному полюсу источника тока – аноду, поэтому их называют анионам

Следовательно, существует еще одна классификация ионов – по знаку их заряда.

ИОНЫ
*катионы (положительно заряженные частицы)
*анионы (отрицательно заряженные частицы)

В растворах электролитов сумма зарядов катионов равна сумме зарядов анионов, вследствие чего эти растворы электронейтральны.

4. Не все электролиты в одинаковой мере диссоциируют на ионы.

Степень диссоциации зависит от природы электролита и его концентрации.

По степени диссоциации электролиты делят на слабые и сильные.

5. Химические свойства растворов электролитов определяются свойствами тех ионов, которые они образуют при диссоциации.

По характеру образующихся при диссоциации электролитов ионов различают три типа электролитов: кислоты, основания и соли

Реакции ионного обмена

Реакции ионного обмена.

Реакции, протекающие в растворах электролитов, называются реакциями ионного обмена. А уравнения таких реакций называются ионными уравнениями.

Если при реакциях не происходит изменения заряда ионов, то такие реакции называются ионообменными.

Некоторые реакции происходят необратимо.

Условия необратимости реакций:

Рассмотрим на примерах (используя реактивы).

1) Образование осадка:

Запишем уравнение.

Ba Cl₂+ H₂SO₄ = BaSO₄ + 2HCl Молекулярное уравнение

2H¹⁺+ SO₄^2-+ Ba²⁺+2Cl^{1- —}> BaSO₄_v+ 2H¹⁺+2Cl^1-Полное ионное уравнение

SO₄^2-+ Ba²⁺—> BaSO_4vСокращенное ионное уравнение.

2) Образование газа:

Na₂CO₃+ H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

2Na¹⁺ +CO₃^2- +2H¹⁺ +SO₄^{2- —}>2Na¹⁺+ SO₄^2-+ H₂O+ CO₂

CO₃^2- +2H¹⁺ —> H₂O+ CO₂

3) Образование малодиссоциирующих веществ:

2 NaOH + H₂SO₄= Na₂SO₄ + 2 H₂O

2Na¹⁺ +2OH^1- +2H¹⁺+ SO₄^2- —>2Na¹⁺ + SO₄^2- + 2H₂O

2OH^1- +2H¹⁺ —>2H₂O