Розділ III - Електропровідність водних розчинів - Фізико-хімічний факультет коледжу
Глава III - Електропровідність водних розчинів
I - Електричний струм у розчинах.
1) Іонні розчини є провідними.
• Чиста вода, цукрова вода або олія містять молекули: вони не є електропровідними розчинами.
• Рішення, що містять іони (іонні розчини) - це провідні розчини.
Наприклад: солона вода, розчин мідного купоросу, оцет, сода, ...
Висновок: Водні розчини повинні містити іони (заряджені частинки), щоб бути провідними. Розчини, що містять лише молекули, не проводять.
2) Природа струму в іонному розчині.
Ми проводимо наступний експеримент:
Висновок:
У водних розчинах електричний струм обумовлений витісненням іонів.
Позитивні іони рухаються в напрямку струму (до терміналу -), а негативні - в протилежному напрямку (до терміналу +).
3) Зведена діаграма.
II - іони
1) Визначення
• Іон - це атом або група атомів, які втратили або отримали один або кілька електронів.
• Атом або група атомів, які втрачають один або кілька електронів, стають позитивним іоном, який називається катіоном .
• Атом або група атомів, що отримує один або кілька електронів, стає негативним іоном, який називається аніоном .
2) Одноатомні іони
в. Приклад іонів натрію:
Іон натрію відповідає атому натрію, який втратив 1 електрон.
Атом натрію (Z = 11) складається з 11 протонів та 11 електронів (загальний заряд дорівнює нулю).
Іон натрію складається з 11 протонів (+ 11-й) та 10 електронів (-10-го)
загальний заряд іона = + 11-й - 10-й = + 1-й.
Зверніть увагу на іон натрію: Не застосовується +
b. Приклад хлорид-іонів:
Іон хлориду - це атом хлору, який набрав 1 електрон.
Атом хлору (Z = 17) складається з 17 протонів та 17 електронів (загальний заряд дорівнює нулю).
Іон хлориду складається з 17 протонів (+ 17-е) і 18 електронів (-18-го).
загальний заряд іона = + 17-й - 18-й = -1-й.
Відзначимо хлорид-іон: Cl -
проти Приклад іонів кальцію:
Атом кальцію (Z = 20) складається з 20 протонів і 20 електронів.
Іон кальцію - це атом кальцію, який втратив 2 електрони:
Позначимо його Ca 2+ .
2) Багатоатомні іони
Вони утворені групою з декількох атомів.
Позитивний чи негативний заряд стосується всіх атомів групи.
Приклад багатоатомного іона: сульфат-іон SO4 2-
1 атом сірки і 4 атоми кисню. Ціле несе електричний заряд 2-.
3) Іонні сполуки
Матерія є електрично нейтральною.
Позитивний іон завжди близький до негативного і навпаки.
Позитивний іон, що несе заряд (1 +), буде близький до негативного іона, що несе заряд (1 -).
Позитивний іон, що несе заряд (2 +), буде близький до негативного іона, що несе заряд (2 -), або близький до 2 іонів, що несе заряд (1 -), оскільки: 2 (-) баланс (2 +)
в. Випадок оксиду магнію
Матерія є електрично нейтральною, тобто стільки зарядів +, скільки зарядів -.
Іонна формула: (Mg 2+, O 2-)
У загальній формулі ми більше не пишемо витрати, оскільки вони збалансовані.
b. Корпус хлориду магнію
Коефіцієнт 2 змінюється на індекс Cl.
проти хлорид алюмінію
Іон алюмінію Al 3+ оточений 3 хлоридними іонами Cl -
Іонна сполука призначена для:
іонна формула (Al 3+, 3 Cl -)
глобальна формула Al Cl3
d. Оксид алюмінію
Оксид алюмінію містить іони Al 3+ та іони O 2-
Чи 3 + баланс 2 - ?
Скільки [3 +] і [2 -], щоб досягти цієї електричної нейтральності ?
Розглянемо кратне, спільне до 2 і 3, тобто 2 x 3 = 3 x 2 = 6
Глобальна формула: Al2O3
e. Сульфат алюмінію
Сульфат алюмінію містить сульфат-іон SO4 2- та іон алюмінію Al 3+
Розглянемо 3 x (2-) та 2 x (3+) для НУЛЬОВОГО електричного балансу.
Нехай 3 [SO4 2-] і 2 [Al 3+].
Ми більше не відображаємо звинувачення у загальній формулі.
III - Іонні тверді речовини та електропровідність
1) Іонні тверді речовини
Багато кристалів складаються з іонів (солі, сульфату міді тощо).
Оскільки ці кристали є електрично нейтральними, вони обов'язково складаються з катіонів та аніонів:
сіль - це кристал хлориду натрію (хлоридні іони Cl - і натрію Na +).
2) Електропровідність іонних твердих тіл.
Ми проводимо такий експеримент:
Кристали хлориду натрію не проводять електричного струму.
У твердому хлориді натрію іони Na + та Cl- не можуть рухатися, оскільки вони жорстко зв’язані.
Висновок:
В іонному кристалі іони не можуть рухатися.
Отже, іонний кристал не є електричним провідником.
3) Розчинення іонного кристала у воді
Коли іонні кристали контактують з водою, вони можуть розчинитися: тоді іони стають незалежними, вільно рухаються і може протікати електричний струм.