Вправа 39. Які речовини проводять електричний струм у твердому стані? Метали. Назвіть частинки, що зумовлюють електропровідність цих речовин. Електрони.
Вправа 40. Які речовини називають електролітами? Сполуки, водні розчини і розплави яких проводять електричний струм. Наведіть кілька прикладів. Натрій хлорид, калій гідроксид, барій оксид, алюміній оксид, хлоридна кислота.
До електролітів належать усі йонні речовини — луги, солі, оснoвні й амфотерні оксиди, а також частина молекулярних речовин — кислоти (вони проводять струм лише у водному розчині).
Вправа 41. Поясніть, чому водний розчин натрій хлориду проводить електричний струм. У водному розчині натрій хлориду вільно рухаються заряджені частинки - йони, на які розпадається розчинена речовина йонної будови під впливом полярного розчинника (води). При зануренні електродів у цей розчин їх рух стає спрямованим, а з фізики відомо, що електричний струм - це спрямований рух заряджених частинок.
Вправа 42. Водопровідна вода, на відміну від дистильованої, проводить електричний струм. Як це пояснити? Бо у водопровідній воді, на відміну від дистильованої, розчинені солі - електроліти, тобто, наявні йони.
Іншими словами: у дистильованій воді відсутні йони, тому вона електричний струм не проводить.
Вправа 43. Електропровідність якої води вища — морської чи річкової? Морської. Чому? Бо у ній міститься більше солей - сполук йонної будови, які є електролітами.
Вправа 44. Назвіть класи сполук, що є електролітами:
а) лише у водних розчинах; Кислоти.
б) у водних розчинах і в рідкому (розплавленому) стані. Солі, луги, основні і амфотерні оксиди.
Вправа 45. У переліку речовин укажіть ті, що проводять електричний струм у рідкому (розплавленому) стані: барій оксид, сірка, хлороводень, магній хлорид, калій гідроксид, сульфур (VI) оксид.
Поясніть свій вибір. У рідкому (розплавленому) стані струм проводять речовини йонної будови.
Речовини йоної будови утворені йонним хімічним зв'язком. Він існує в речовинах, утворених елементами зі значною різницею електронегативності, тобто між типовими металічними і неметалічними елементами.
Вправа 46. Обчисліть сумарну кількість йонів:
а) у 20,0 г літій оксиду; б) в 11,7 г натрій хлориду; в) у 20,4 г алюміній оксиду; г) у 41,0 г кальцій нітрату.
Відомо: а) m(Li2O)=20 г, б) m(NaCl)=11,7 г,
в) m(Al2O3)=20,4 г, г) m(Ca(NO3)2)=41,0 г.
Знайти: N(йонів)-?
Розв’язування:
1. Кількість речовини у порції заданої маси обчислюємо за формулою n=m/M, де M=Mr г/моль.
a) Mr(Li2O)=2•Ar(Li)+Ar(O)=2•7+16=30; M(Li2O)=30 г/моль.
n(Li2O)=m(Li2O)/M(Li2O)=20 г : 30 г/моль = 0,67 моль
б) Mr(NaCl)=Ar(Na)+Ar(Cl)=23+35,5 = 58,5; M(NaCl)=58,5 г/моль.
n(NaCl)=m(NaCl)/M(NaCl)=11,7 г : 58,5 г/моль = 0,2 моль
в) Mr(Al2O3)=2•Ar(Al)+3•Ar(O)=2•27+3•16=102; M(Al2O3)=102 г/моль.
n(Al2O3)=m(Al2O3)/M(Al2O3)=20,4 г : 102 г/моль = 0,2 моль
г) Mr(Ca(NO3)2)=Ar(Ca)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=40+2•14+6•16=164;
M(Ca(NO3)2)=164 г/моль.
n(Ca(NO3)2)=m(Ca(NO3)2)/M(Ca(NO3)2)=41 г : 164 г/моль = 0,25 моль
2. Розраховуємо кількість речовини йонів у заданій порції сполуки.
а) Формульна одиниця оксиду Li2O містить два йони Li+ і один йон О2-. У 1 моль оксиду міститься 2 моль йонів Li+ і 1 моль йонів О2-, разом 3 моль усіх йонів, а у 0,67 моль оксиду кількість речовини йонів буде у 0,67 рази більшою: n(йонів)=3•n(Li2O)=3•0,67 моль = 2,01 моль.
б) Формульна одиниця солі NaCl містить один йон Na+ і один йон Cl-. У 1 моль солі міститься 1 моль йонів Na+ і 1 моль йонів Cl-, разом 2 моль усіх йонів, а у 0,2 моль солі кількість речовини йонів буде у 0,2 рази більшою: n(йонів)=2•n(NaCl)=2•0,2 моль = 0,4 моль.
в) Формульна одиниця оксиду Al2O3 містить два йони Al3+ і три йони О2-. У 1 моль оксиду міститься 2 моль йонів Al3+ і 3 моль йонів О2-, разом 5 моль усіх йонів, а у 0,2 моль оксиду кількість речовини йонів буде у 0,2 рази більшою: n(йонів)=5•n(Al2O3)=5•0,2 = 1 моль.
г) Формульна одиниця солі Ca(NO3)2 містить один йон Са2+ , два йони кислотного залишку NO3-. У 1 моль солі міститься 1 моль йонів Са2+, 2 моль йонів NO3-, разом 3 моль усіх йонів, а у 0,25 моль солі кількість речовини йонів буде у 0,25 рази більшою: n(йонів)=3•n(Ca(NO3)2)=3•0,25 = 0,75 моль.
3. З формули n=N/NА, де NА- стала Авогадро і чисельно дорівнює 6,02•1023 моль-1, знаходимо число структурних частинок (йонів) N=n•NА.
а) N(йонів)=n(йонів)•NА=2,01 моль • 6,02•1023 моль-1=12,1•1023
б) N(йонів)=n(йонів)•NА=0,4 моль • 6,02•1023 моль-1=2,408•1023
в) N(йонів)=n(йонів)•NА=1 моль • 6,02•1023 моль-1=6,02•1023
г) N(йонів)=n(йонів)•NА=0,75 моль • 6,02•1023 моль-1=4,515•1023
Відповідь: а) 12,1•1023, б) 2,408•1023, в) 6,02•1023, г) 4,515•1023.