Электрический ток – направленное движение заряженных частиц – электронов или ионов.
Электролиты – это вещества, растворы или расплавы (в ЕГЭ чаще речь о растворах) которых проводят электрический ток, то есть содержат заряженные частицы. Свободных электронов в растворе не бывает, носителями заряда являются ионы. Электрический ток проводят расплавы веществ с ионной кристаллической решеткой.
К электролитам относятся:
- Соли
- Кислоты
- Основания
Чем больше в растворе заряженных частиц, тем лучше он проводит электрический ток, т.е. чем больше молекул вещества диссоциирует, тем более сильным электролитом оно является.
Список сильных и слабых электролитов нужно знать наизусть!
Сильные электролиты (в растворах): 11
- Растворимые соли
FeCl3, CuSO4, K2CO3 и т.д.
- Щелочи
8 растворимых гидроксидов: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ba(OH)2, Sr(OH)2, Ca(OH)2.
- Сильные кислоты
HI, HBr, HCl, H2SO4(разб), HNO3, HClO4, HClO3, HMnO4, H2CrO4
Слабые электролиты:
- Слабые основания
нерастворимые гидроксиды, NH3∙H2O, растворы аминов
- Слабые кислоты и кислоты средней силы
H3PO4, HF, H2SO3, H2CO3, H2S, H2SiO3, органические кислоты.
- Вода
H2O – очень слабый электролит, диссоциирует ничтожно мало. Чистая дистиллированная вода не проводит ток.
Неэлектролиты: большинство органических соединений, оксиды, вещества, в молекулах которых имеются только ковалентные неполярные или малополярные связи и т.д.
Сила электролита определяется степенью диссоциации. Рассмотрим соль А2В и кислоту Н3Х:
Диссоциация – всегда обратимый процесс.
Соли диссоциируют (обратимо распадаются на ионы) почти на 100%:
А2В ⇄ 2А+ + В2-. Так как все молекулы распались на ионы, из 1 моль АВ получилось 1 моль В2- и 2 моль А+, то есть три моль ионов.
Многоосновные кислоты и основания диссоциируют ступенчато:
Н3Х ⇄ H+ + H2X-
H2X- ⇄ HX2- + H+
HX2-⇄X3- + H+
При этом каждая следующая ступень диссоциации протекает хуже предыдущей, т.к. присутсвует конкурирующий процесс – обратная реакция. Порядок примерно такой: Из 1 моль молекул слабой кислоты по первой ступени диссоциировало 0,05 моль, по второй – 0,0002 моль и по третьей – 0,00000001 моль. Итого образовалось чуть больше 0,1 моль ионов.
Очевидно, этот раствор этой кислоты проводит ток хуже, чем раствор соли.
Пара вопросов для тренировки:
1) Какие частицы образутся при диссоциации нитрата натрия
а) Na+, N+5, O-2; б) Na+, NO3- в) Na, NO2, O2 г) NaNO2, O2
Решение: нитрат натрия образован остатком азотной кислоты и катионом натрия. Уравнение его диссоциации: NaNO3 ⇄ Na+ + NO3-. Ответ б).
2) В четырех пробирках находятся одномолярные растворы следующих веществ:
а) H3PO4 б) Na2SO4 в) NaCl г) HBr
В какой пробирке больше всего ионов?
Решение: a) ортофосфорная кислота – средней силы, диссоциирует слабо, большая часть молекул останутся в растворе молекулами.
б) сульфат натрия – соль, диссоциирует полностью, из одного моль соли олучается три моль ионов: Na2SO4 ⇄ 2Na+ + SO42-.
в) хлорид натрия – соль, диссоциирует полностью, из одного моль соли образуется два моль ионов: NaCl ⇄ Na+ + Cl-.
г) бромоводородная кислота – сильная, но диссоциирует не полностью (в отличие от солей). В реакции HBr ⇄ H+ + Br- из одного моль HBr образуется меньше двух моль ионов.
Ответ б).