Запитання
Які речовини у водному розчині проводять електричний струм?
У водному розчині проводять електричний струм речовини, які містять заряджені частинки, що вільно рухаються, й рух яких стає напрямленим під впливом електричного поля.
ДОСЛІДЖУЄМО чи проводить розчин струм.
1–2. Формулюємо гіпотезу.
Дистильована вода не проводить електричний струм, бо є молекулярною речовиною чистою (не містить домішків інших розчинних речовин), внаслідок чого в розчині відсутні заряджені частинки — носії струму й лампа не світиться.
3. Перевірка електропровідності дистильованої води.
Що спостерігаєте? Лампа не світиться.
4. Підтверджено чи спростовано гіпотезу? Поясніть результат.
Нашу гіпотезу підтвержено. Дистильована вода є чистою молекулярною речовиною, а молекули є електронейтральними (незарядженими) частинками, тому не виникає електричний струм і лампа не світиться.
6–8. Перевірте електропровідність розчинів кухонної солі, цукру, лимонної кислоти й соди. Оформіть результати у вигляді таблиці.
| Розчин | Результат спостереження | Висновок про електропровідність |
| Кухонна сіль | лампа світиться | проводить струм |
| Цукор | лампа не світиться | не проводить струм |
| Лимонна кислота | лампа світиться | проводить струм |
| Сода | лампа світиться | проводить струм |
Висновок: розчини кухонної солі, лимонної кислоти та соди містять йони — носії струму. Розчин цукру не проводить електричний струм.
Завдання
Від чого залежить здатність розчинів речовин проводити електричний струм?
Здатність розчинів речовин проводити електричний струм залежить від наявності в них рухливих заряджених частинок — йонів, які є носіями електричного струму.
Пригадайте інформацію, поміркуйте над запитанням
Які сполуки мають йонну будову? Як утворюється йонний зв’язок?
Йонну будову мають сполуки, утворені катіонами металічних елементів і аніонами неметалічних елементів. Під час утворення йонного зв’язку електрони зміщуються від металічного елемента до неметалічного настільки сильно, що перший електрони віддає (втрачає), а другий — приєднує (отримує).
Робота в парі
1. Випишіть формули йонних сполук: H2S, Na2O, SO2, Br2, KCl, CO2, HCl, Mg3N2, PH3, ZnS.
Йонні сполуки, утворені катіонами металічних елементів і аніонами неметалічних.
2. Серед наведених оберіть формули йонних сполук, водні розчини яких проводять струм: CuO, HNO3, NaOH, ZnO, Fe(OH)2, KCl, SiO2, Na2S, HCl, H2SO4, C6H12O6.
Серед йонних сполук тільки луги і розчинні солі проводять електричний струм.
Пригадайте інформацію, поміркуйте над запитанням
Чому розчин цукру не проводить електричний струм? Як це пов’язано з будовою молекули сахарози C6H12O6?
Сахароза — речовина молекулярної будови, під час розчинення в розчин переходять і вільно переміщуються в ньому молекули, які є електронейтральними (незарядженими) частинками, тому електричний струм не проводить.
Робота в парі
Заповніть порівняльну таблицю.
| Ознака | Кухонна сіль (NaCl) | Цукор (C12H22O11) |
| Тип зв’язку | йонний | ковалентний слабополярний |
| Утворює йони у воді? | так: Na⁺, Cl⁻ | ні: в розчині молекули |
| Розчин проводить струм? | так | ні |
| Електроліт чи неелектроліт | електроліт | неелектроліт |
Пригадайте інформацію, поміркуйте над запитанням
Поясніть, як відбувається розчинення кухонної солі та цукру. Які частинки утворюються?
Під впливом дипольних молекул води кристал руйнується, в розчині утворюються гідратовані йони: катіони Натрію Na+ й аніони Хлору Cl– .
Рівняння дисоціації: NaCl = Na+ + Cl–.
Під час розчинення цукру в розчин переходять і вільно переміщуються в ньому молекули, які є незарядженими частинками.
Пригадайте інформацію, поміркуйте над запитанням
Що є причиною полярності молекул, утворених ковалентним зв’язком? Наведіть приклади.
Причиною полярності молекул, утворених ковалентним зв'язком, є різна електронегативність атомів хімічних елементів: спільна електронна пара зміщена до атомів елементів з більшою електронегативністю.
Прикладами полярних молекул є молекули гідроген хлориду HCl, гідроген флуориду HF, води H2O.
Пригадайте інформацію, поміркуйте над запитанням
Яким, на вашу думку, є процес дисоціації: фізичним чи хімічним?
Процес дисоціації є фізико–хімічним процесом, бо включає як фізичні явища — руйнування кристала й дифузію йонів в розчині, так і хімічні явища — хімічна взаємодія з полярними молекулами води з утворенням гідратованих йонів.
Пояснюємо, творимо, використовуємо у житті
Вправа 1
Електроліти — речовини, водні розчини або розплави яких проводять електричний струм.
Електролітична дисоціація — процес розпаду речовин на йони під час розчинення у воді або розплавлення.
Гідратація — процес утворення продуктів взаємодії води з розчиненою речовиною.
Вправа 2
Що таке неелектроліти?
Неелектроліти — речовини, які не проводять струм у водному розчині або розплаві.
Як відбувається дисоціація йонних сполук?
Під впливом дипольних молекул води кристал руйнується й гідратовані йони переходять у розчин.
Що таке йонізація?
Йонізація — це процес утворення електрично заряджених йонів з електрично нейтральних атомів або молекул.
Вправа 3
Опишіть етапи електролітичної дисоціації молекули гідроґен хлориду у воді.
1. Орієнтація молекул води навколо полюсів HCl.
2. Електростатична взаємодія диполів води з молекулою HCl.
3. Йонізація молекули з утворенням різнойменно заряджених йонів H⁺ і Cl⁻.
4. Гідратація утворених йонів.
HCl ⇄ H⁺ + Cl⁻
Вправа 4
Використовуючи додаткові джерела інформації, відшукайте тип кристалічної ґратки калій броміду та опишіть механізм дисоціації у водному розчині.
Калій бромід KBr має йонну кристалічну ґратку.
Полярні молекули води притягують до себе йони К+ і Br–, що перебувають у вузлах кристалічних ґраток калій броміду і якщо це притягання перевищує силу притягання між йонами у кристалі, калій бромід дисоціює — розпадається на йони:
KBr = K+ + Br–
Вправа 5
Установіть формули речовин за електронними формулами атомів хімічних елементів:
1) 1ē і 2ē, 8ē, 7ē;
Кількість електронів 1 і 17, шукаємо в періодичній таблиці хімічні елементи з порядковим номером 1 і 17. Цими елементами є Н і Cl, тому формула сполуки HCl.
2) 2ē, 8ē, 1ē і 2ē, 8ē, 6ē;
Кількість електронів 11 і 16, шукаємо в періодичній таблиці хімічні елементи з порядковим номером 11 і 16. Цими елементами є Na і S, тому формула сполуки Na2S.
3) 2ē, 7ē і 2ē, 7ē;
Кількість електронів 9 і 9, шукаємо в періодичній таблиці хімічний елемент з порядковим номером 9. Цим елементом є F, тому формула сполуки F2.
4) 2ē, 8ē, 8ē, 2ē і 2ē, 8ē, 7ē.
Кількість електронів 20 і 17, шукаємо в періодичній таблиці хімічні елементи з порядковим номером 20 і 17. Цими елементами є Ca і Cl, тому формула сполуки CaCl2.
Який вид зв’язку в наведених сполуках? Які з наведених речовин не проводять струм у розчині? Які з наведених речовин не проводять струм у розплаві? Поясніть свій вибір.
У сполуці HCl — ковалентний полярний зв'язок, у сполуках Na2S i CaCl2 — йонний зв'язок, у сполуці F2 — ковалентний неполярний зв'язок.
Речовина F2 не проводить струм у розчині, бо має ковалентний неполярний зв'язок, тобто є неелектролітом.
Речовини F2 і HCl не проводять струм у розплавах, бо є молекулярними сполуками, а не йонними.
Вправа 6
Під час експерименту з’ясували, що розчин певної речовини проводить струм. Чи можна зробити висновок, що ця речовина — йонна сполука?
Відповідь обґрунтуйте.
Ні не можна. У розчині, окрім йонних сполук, проводять струм ще й молекулярні сполуки з ковалентним полярним зв'язком.
Вправа 7
У вас є такі речовини та суміші: газована вода, сода, оцет, цукрозамінник. Запропонуйте спосіб визначити, які з них є електролітами. Який прилад або пристрій можна використати?
Можна використати прилад для дослідження електропровідності. Під’єднуємо прилад до джерела постійного струму й по черзі торкаємося електродами до кристалів чи занурюємо їх в розчин. За світінням лампи визначаємо чи проводять запропоновані речовини та суміші струм, і робимо висновки: електроліти чи неелектроліти.
За результатами досліджень заповнюємо таблицю.
| Розчин | Результат спостереження | Електроліт / неелектроліт |
| Газована вода | лампа світиться | електроліт |
| Кристалічна сода | лампа не світиться | неелектроліт |
| Оцет | лампа світиться | електроліт |
| Цукрозамінник | лампа не світиться | неелектроліт |
10. Розгадайте кросворд.
По горизонталі:
1. Позитивно заряджений йон. КАТІОН
4. Речовина, розчин або розплав якої проводить електричний струм. ЕЛЕКТРОЛІТ
6. Негативно заряджений йон. АНІОН
По вертикалі:
2. Вид ковалентного зв’язку в молекулі HCl. КОВАЛЕНТНИЙ
3. Речовина, водний розчин якої не проводить струм. НЕЕЛЕКТРОЛІТ
5. Процес розпаду електроліту на йони. ДИСОЦІАЦІЯ
Перевірте себе
1. Класифікуйте речовини на електроліти і неелектроліти.
Електроліти: морська вода, NaCl, ZnSO4, HNO3, HBr, сода
Неелектроліти: CH4, O2, Ar, цукор, дистильована вода, C6H12O6
2. Знайдіть і виправте помилки, якщо вони є в даних твердженнях. Без помилок.
1) Речовини, утворені йонним зв’язком, є електролітами.
2) Кислоти не проводять електричний струм у чистому вигляді.