Пригадуємо й застосовуємо
Які електричні явища відомі тобі з повсякденного життя чи уроків фізики та чим вони обумовлені?
Електричний струм — це напрямлений рух заряджених частинок.
Що таке йони та як вони утворюються?
Йони — це заряджені частинки, що утворюються з атома, який втратив або приєднав електрони.
Звідки походять назви «аніон» і «катіон», які заряди мають ці частинки?
Назва «катіон» походить від назви негативно зарядженого електрода (катода), до якого в електричному полі рухаються позитивно заряджені йони.
Назва «аніон» походить від назви позитивно зарядженого електрода (анода), до якого в електричному полі рухаються негативно заряджені аніони.
Які з речовин — вода, натрій хлорид, сахароза, гідроген хлорид — мають йонну, а які — молекулярну будову?
Натрій хлорид має йонну будову, а вода, сахароза та гідроген хлорид — молекулярну.
ОПРАЦЮЙ ЗРОЗУМІЙ ВИКОРИСТАЙ
НУМО ДОСЛІДЖУВАТИ
ЕЛЕКТРОПРОВІДНІСТЬ РЕЧОВИН ТА ЇХ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ
Обладнання: прилад для дослідження електропровідності, хімічні склянки, ложечки для перемішування речовин.
Речовини: дистильована вода, кристалічні сахароза (цукор) і натрій хлорид, розчини натрій хлориду й цукру, хлоридна кислота
| Крок |
Дослідження електропровідності |
||
|
Досліджуваний об’єкт |
Результат спостереження |
Висновок про електропровідність об’єкта |
|
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Крок 1 |
Кристалічний натрій хлорид |
не світиться | не проводить струм |
| Крок 2 |
Дистильована вода |
не світиться | не проводить струм |
| Крок 3 |
Розчин натрій хлориду |
світиться | проводить струм |
| Крок 4 |
Кристалічна сахароза |
не світиться | не проводить струм |
| Крок 5 |
Водний розчин сахарози |
не світиться | не проводить струм |
| Крок 6 | Хлоридна кислота | світиться | проводить струм |
ПЛІЧ-О-ПЛІЧ
Спираючись на результати дослідження та наведені у цьому параграфі означення електролітів і неелектролітів класифікуйте досліджувані речовини за електропровідністю.
Розчин натрій хлориду і хлоридна кислота — електроліти, а кристалічний натрій хлорид і сахароза, дистильована вода та розчин сахарози — неелектроліти.
Порівняйте речовини за типом хімічного зв’язку і зробіть висновок, які типи хімічного зв’язку властиві електролітам, а які — неелектролітам.
Натрій хлорид має йонний зв'язок, а хлоридна кислота — ковалентний сильно полярний. Отже, електролітам властиві йонний та ковалентний сильно полярний зв'язок.
На основі висновку та інформації параграфа сформулюйте власні означення «електролітів» і «неелектролітів».
Електролітами є речовини з йонним та ковалентним сильно полярним зв'язком, у їхніх розчинах (розплавах) з'являються заряджені частинки — носії струму. Речовини з ковалентним неполярним і слабополярним зв'язком належать до неелектролітів, в їхніх розчинах (розплавах) відсутні заряджені частинки — носії струму.
Співставте складене вашою групою означення з інформацією про електроліти і неелектроліти, що наведена перед рубрикою «Нумо досліджувати».
Електроліти — це речовини, водні розчини, а також розплави яких проводять електричний струм; неелектроліти — речовини, водні розчини яких не проводять електричний струм.
Наскільки правильно ваша група сформулювала означення?
У розчині під впливом диполів води речовини з йонним зв'язком дисоціюють на йони, а молекулярні речовини з ковалентним сильно полярним зв'язком, що йонізується з утворенням йонів, тому в розчині наявні заряджені частинки — носії струму.
Завдання 1
Скористайся результатами розв’язання проблеми і поясни, чому не проводили електричний струм дистильована вода, тверді натрій хлорид і сахароза, розчин сахарози.
Дистильована вода є молекулярною хімічно чистою речовиною (не містить домішків інших речовин, наприклад, розчинних солей), в ній відсутні заряджені частинки, тому така вода електричний струм не проводила.
У твердому натрій хлориді — йонній сполуці — йони, розташовані у вузлах кристалічних ґраток, сполучені один з одним і вільно переміщуватися не можуть, тому кристалічний натрій хлорид електричний струм не проводив.
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 проводили.
Завдання 2
Напиши електронну формулу гідроген хлориду і поясни, скільки в ній спільних електронних пар. Спрогнозуй, до якого хімічного елемента перейдуть вони внаслідок йонізації.
У формулі гідроген хлориду наявна одна спільна пара між атомами Гідрогену і Хлору, яка внаслідок йонізації повністю переходить до більш електронегативного Хлору. Атом Гідрогену перетворюється на катіон Гідрогену Н+, а атом Хлору — на аніон Хлору Сl–.
Завдання 3
Натрій хлорид має температуру плавлення 801°С і розчиняється у воді за кімнатної температури. Що ти можеш сказати про енергетичні переваги отримання йонів в результаті електролітичної дисоціації натрій хлориду над його розплавленням?
На розплавлення натрій хлориду потрібно затратити набагато більше енергії, ніж на його розчинення у воді, ось чому вигідніше отримувати йони в результаті електролітичної дисоціації, а не його розплавленням.
ТОБІ ДО СНАГИ
Вправа 1
Дай визначення понять електролітична дисоціація, електроліти, неелектроліти, електропровідність, іонізація.
Електролітична дисоціація — це розпад речовин на вільно рухливі йони під впливом полярних молекул розчинника або в розплаві.
Електроліти — це речовини, водні розчини, а також розплави яких проводять електричний струм.
Неелектроліти — речовини, водні розчини яких не проводять струм.
Електропровідністю називається здатність речовини проводити електричний струм.
Йонізація — це процес утворення електрично заряджених йонів з електрично нейтральних атомів або молекул.
Вправа 2
Речовинам з якими типами хімічних зв’язків властива електролітична дисоціація?
Речовинам з йонним та ковалентним сильно полярним зв'язком властива електролітична дисоціація — це розпад речовин на вільно рухливі йони під впливом полярних молекул розчинника або в розплаві.
Вправа 3
З точки зору теорії електролітичної дисоціації надай пояснення результатів дослідження у кроках 1, 2, 4, 5, 6 (дослідження електропровідності речовин та їх розчинів у цьому параграфі).
Електричною дисоціацією називається явище, завдяки якому хлоридна кислота стала електропровідною. У розчині, під впливом полярних молекул води, хлоридна кислота — речовина з ковалентним сильно полярним зв’язком, що йонізується з утворенням йонів, які переходять в розчин у вигляді гідратованих й хаотично рухаються в товщі розчинника — води. Під впливом електричного поля хаотичний рух йонів стає впорядкованим, що й забезпечує електропровідність хлоридної кислоти.
Отже, хлоридна кислота (крок 6) проводить електричний струм, а тверді речовини натрій хлорид і цукор, дистильована вода та розчин цукру (кроки 1, 2, 4 та 5) електричного струму не проводять.
Вправа 4
Яка пара речовин належить до електролітів?
А вода, рідкий кисень
Б гексан, натрій хлорид
В гідроген хлорид (розчин), натрій хлорид
Г рідкий гідроген хлорид, натрій гідроксид
Вправа 5
Чому кристалічний барій хлорид, маючи у своєму складі катіони Барію та хлорид аніони, не проводить електричного струму, а його розчин є електропровідним?
Йони, що містяться у твердій речовині, розташовані у вузлах кристалічних ґраток, сполучені один з одним і переміщуватися не можуть, тому кристалічний барій хлорид, маючи у своєму складі катіони Барію та хлорид аніони, не проводить електричного струму. Барій хлорид під час розчинення у воді розпадається на йони — заряджені частинки, що є носіями струму.
Вправа 6
Чому колодязна або артезіанська вода, на відміну від дистильованої, проводить електричний струм?
У колодязній або артезіанській воді, на відміну від дистильованої, розчинені електроліти, що розпадаються на йони — заряджені частинки, що є носіями струму.
Вправа 7
У якому з випробувань електропровідності лампа приладу засвітиться?
А твердий магній сульфат
Б водний розчин магній сульфату
В рідкий гідроген бромід
Г дистильована вода
Вправа 8
Проаналізуй твердження.
І. У водних розчинах руйнування кристалічної ґратки йонних сполук чи йонізація полярного ковалентного зв’язку відбувається під впливом полярних молекул води.
ІІ. За здатністю речовин проводити електричний струм у розчині чи розплаві їх класифікують на електроліти та неелектроліти.
Чи є поміж них правильні.
А правильне лише І
Б правильне лише ІІ
В обидва правильні
Г правильних немає
Вправа 9
Склади план розпізнавання двох твердих речовин білого кольору — глюкози С6Н12О6 та натрій карбонату Na2CO3 за допомогою приладу для визначення електропровідності речовин і їхніх розчинів.
1. У двох склянках приготували розчин глюкози та натрій карбонату.
2. Під’єднали прилад для визначення електропровідності речовин і розчинів до джерела постійного струму.
3. Занурили електроди приладу в першу склянку . Лампа не світиться. Органічна речовина — глюкоза — неелектроліт.
4. Занурили електроди приладу в другу склянку. Лампа одразу засвітилася й не гасне доти, поки електроди містяться в розчині. Неорганічна речовина — натрій карбонат — електроліт.