Поміркуйте
Вам уже відомо, що в речовинах йонної будови, приміром, у кухонній солі, є заряджені частинки — йони. Ви також знаєте, що електричний струм — це спрямований рух заряджених частинок. Чому ж тверда кухонна сіль не проводить електричного струму, а її розчин і розплав проводять?
Йони, що містяться в твердій кухонній солі, у вузлах кристалічної градки закріплені жорстко і переміщуватися не можуть. У разі розплавляння йони стають рухливими, а в разі розчинення вони рівномірно розподілені у воді, тобто в обох випадках здатні вільно рухатися. Завдяки цьому розчини й розплави проводять електричний струм.
Вправа 94
Хоча грецькою електрон означає «бурштин», сьогодні це слово використовують для позначення всього, що пов'язане з електрикою. За різними джерелами, другий корінь слова «електроліт» походить від грецького літос, яке означає «камінь», або литосу яке означає «той, що може розчинитися». Зважаючи на це, поясніть зміст терміна «електроліт». Чому, на вашу думку, грецьку назву бурштину використовують для позначення електричних явищ?
Для розчинних речовин з йонними або ковалентними полярними зв’язками процеси розчинення і дисоціації — це одне й те саме. Так як речовини розпадаються на йони під час розчинення у воді, то належність їх до електролітів можна визначити за таблицею розчинності. Як бурштин має здатність до електризації за певних умов (після тертя шерстю чи хутром), завдяки властивості якої виник сам термін електрика, так і речовини, що здатні проводити електричний струм відносяться до електролітів.
Вправа 95
Що таке електролітична дисоціація?
Розпад електролітів на йони під час розчинення їх у воді або розплавлення називають електролітичною дисоціацією
Чи можуть під час розчинення електроліту у воді утворитися лише катіони або лише аніони? Чому?
Ні, не можуть, бо електроліти складаються із заряджений частинок двох типів: з позитивно (катіонів) й негативно (аніонів) заряджених йонів, на які вони дисоціюють.
Вправа 96
Випишіть із тексту параграфа основні положення теорії електролітичної дисоціації:
1) щодо розпаду електролітів на йони;
Речовини поділяють на електроліти і неелектроліти; під час розчинення у воді електроліти дисоціюють на йони; йони, що утворилися, перебувають у стані невпорядкованого теплового руху.
2) щодо руху йонів в електричному полі.
Під дією електричного поля позитивно заряджені йони (катіони) спрямовано рухаються до негативного електрода (катода), а негативно заряджені йони (аніони) — до позитивного електрода (анода).
Вправа 97
Підготуйте повідомлення про становлення теорії електричної дисоціації.
У 1887 року шведський фізик і хімік Сванте Арреніус, досліджуючи електропровідність водних розчинів, висловив припущення, що під час розчинення речовини розпадаються на заряджені частинки — йони, які можуть пересуватися до електродів — негативно зарядженого катода (катіони) і позитивно зарядженого анода (аніони). Це і є причина виникнення електричного струму в розчинах. Теорія Арреніуса пояснювала, чому розчини електролітів проводять струм і свідчила про збільшення числа частинок у розчині.
За створення теорії електролітичної дисоціації Арреніус 1903 року був удостоєний Нобелівської премії з хімії.
Однак у цій теорії виключалася можливість хімічної взаємодії йонів з молекулами розчинника. Через це не було пояснено причину дисоціації електролітів і стійкості йонів у розчині. Пізніше її доповнили вчені І. О. Каблуков і В. О. Кістяківський, котрі довели, що електрохімічна дисоціація в розчинах відбувається в результаті фізично-хімічної взаємодії йонів (молекул) електроліту з полярними молекулами розчинника.
Вправа 98
Із наведеного переліку NaI, НВг, О2, СН4, СаСl2, КОН, Н2SO4, С12Н22О11 (цукор) випишіть окремо формули:
а) електролітів; NaI, НВг, СаСl2, КОН, Н2SO4
б) неелектролітів. 02, СН4, С12Н22О11 (цукор)
Вправа 99
Чому не можна ремонтувати електропроводку, стоячи у воді або на вологій поверхні?
Волога поверхня містить воду, яка є електролітом, що проводить електричний струм, тому виникає небезпека ураження електричним струмом.
Вправа 100
Як ви вважаєте, чому розчин гідроген хлориду у воді проводить електричний струм, а розчин гідроген хлориду в бензині — ні?
Вода є полярним розчинником, тому в ній добре розчиняється полярна речовина гідроген хлорид, яка дисоціює на йони, отже, такий розчин проводить електричний струм. Бензин є неполярним розчинником, в якому не розчиняється полярна речовина гідроген хлорид, тобто не дисоціює на йони, тому такий розчин не проводить електричний струм.
Вправа 101
Які частинки можна виявити в морській воді й не можна виявити в дистильованій?
У морській воді, на відміну від дистильованої, можна виявити йони, бо в ній розчинені солі, які є електролітами, що в розчині дисоціюють на йони.
Вправа 102
Сформулюйте гіпотезу: чому теорія електролітичної дисоціації виникла на основі досліджень електропровідності розчинів і розплавів речовин.
Якщо розчини або розплави певних речовин, які називаються електролітами, проводить електричний струм, то в них мають бути заряджені частинки — йони, які появляються під час розчинення або розплавлення, тобто внаслідок електролітичної дисоціації. Якщо в розчин чи розслави таких речовин занурити електроди, з’єднані з джерелом постійного струму, то хаотичний рух йонів стає спрямованим, тобто струм можуть проводити не тільки метали, але й розчини електролітів.
Вправа 103
У разі деяких захворювань лікарі рекомендують «поповнити організм електролітами». Про які електроліти йдеться? У який спосіб це можна здійснити? У яких випадках і навіщо необхідна така процедура?
Біологічні рідини організму людини є розчинами, що містять йони, на які розпадаються електроліти — солі, основи, кислоти. Різні йони виконують певну біологічну функцію: беруть участь у процесах живлення та виділення, передачі нервових імпульсів, скорочення м’язів. Без участі електролітів неможливе існування в розчинах молекул білків та ДНК.
Відновлення (регідратація) кількості води та корисних солей (електролітів) в організмі під час зневоднення здійснюється шляхом пиття спеціальних розчинів невеликими порціями, або введенням рідини через крапельницю.