Страница 222 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Способность раствора проводить электрический ток (электропроводность) определяется наличием в нём свободных носителей заряда. В водных растворах такими носителями являются ионы — положительно и отрицательно заряженные частицы.

Вещества, которые при растворении в воде или в расплавленном состоянии распадаются на ионы (диссоциируют) и поэтому проводят электрический ток, называются электролитами. Вещества, растворы которых не содержат ионов и не проводят электрический ток, называются неэлектролитами.

Раствор гидроксида калия

Гидроксид калия ($KOH$) является сильным электролитом. Это ионное соединение, которое при растворении в воде практически полностью диссоциирует на катионы калия ($K^+$) и гидроксид-анионы ($OH^-$).

Уравнение электролитической диссоциации:

$KOH \leftrightarrow K^+ + OH^-$

Наличие в растворе этих подвижных ионов и обуславливает его способность проводить электрический ток. Под действием внешнего электрического поля ионы начинают упорядоченно двигаться: положительные ионы ($K^+$) к отрицательному полюсу (катоду), а отрицательные ($OH^-$) — к положительному полюсу (аноду). Это направленное движение заряженных частиц и есть электрический ток в растворе.

Раствор глюкозы $C_6H_{12}O_6$

Глюкоза ($C_6H_{12}O_6$) является органическим соединением с ковалентными связями и относится к неэлектролитам. При растворении в воде глюкоза не распадается на ионы. Её молекулы, будучи полярными, просто равномерно распределяются между молекулами воды, образуя молекулярный раствор.

Поскольку в растворе глюкозы отсутствуют свободные носители заряда (ионы), он не способен проводить электрический ток.

Ответ: Раствор гидроксида калия проводит электрический ток, потому что гидроксид калия — это электролит, который при растворении в воде диссоциирует на подвижные ионы $K^+$ и $OH^-$. Раствор глюкозы не проводит электрический ток, так как глюкоза — это неэлектролит, она растворяется в виде нейтральных молекул $C_6H_{12}O_6$, и в растворе отсутствуют свободные носители заряда.

Диссоциация слабого электролита в растворе — это обратимый процесс, который приводит к установлению химического равновесия между недиссоциированными молекулами и ионами. Для бинарного электролита (распадающегося на два иона) $KA$ это равновесие можно записать в общем виде:

$KA \rightleftharpoons K^+ + A^-$

Увеличение степени диссоциации при разбавлении раствора можно объяснить с помощью принципа Ле Шателье. Разбавление раствора означает добавление растворителя (например, воды), что приводит к уменьшению концентрации всех растворенных частиц: и молекул $KA$, и ионов $K^+$ и $A^-$. Согласно принципу Ле Шателье, система стремится противодействовать внешнему воздействию. В данном случае система будет смещать равновесие в ту сторону, где увеличивается общее число частиц, чтобы скомпенсировать их разбавление. В реакции диссоциации из одной молекулы образуются два иона, то есть число частиц в правой части уравнения больше. Поэтому равновесие смещается вправо, в сторону образования ионов. Это означает, что большее число молекул электролита распадается на ионы, и, следовательно, степень диссоциации увеличивается.

Количественно эта зависимость описывается законом разбавления Оствальда. Константа диссоциации ($K_д$) для данного процесса определяется выражением:

$K_д = \frac{[K^+][A^-]}{[KA]}$

Если начальная молярная концентрация электролита равна $C$, а степень его диссоциации — $α$, то в состоянии равновесия концентрации веществ будут равны:

$[K^+] = C \cdot α$

$[A^-] = C \cdot α$

$[KA] = C \cdot (1 - α)$

Подставив эти выражения в формулу для константы диссоциации, получим закон разбавления Оствальда:

$K_д = \frac{(Cα) \cdot (Cα)}{C(1 - α)} = \frac{Cα^2}{1 - α}$

Для слабых электролитов степень диссоциации $α$ очень мала по сравнению с единицей ($α \ll 1$), поэтому знаменателем $(1-α)$ можно пренебречь, приняв его равным 1. Тогда выражение упрощается:

$K_д \approx Cα^2$

Отсюда можно выразить степень диссоциации:

$α \approx \sqrt{\frac{K_д}{C}}$

Из этой формулы видно, что степень диссоциации $α$ обратно пропорциональна квадратному корню из концентрации $C$. Разбавление раствора — это уменьшение концентрации $C$. Следовательно, при уменьшении концентрации степень диссоциации $α$ будет увеличиваться.

Ответ: При разбавлении раствора электролита уменьшается концентрация всех растворенных частиц (молекул и ионов). В соответствии с принципом Ле Шателье, равновесие диссоциации смещается в сторону образования большего числа частиц, то есть в сторону ионов, что приводит к увеличению степени диссоциации. Количественно эта зависимость подтверждается законом разбавления Оствальда, согласно которому степень диссоциации обратно пропорциональна корню квадратному из концентрации электролита ($α \approx \sqrt{K_д/C}$), поэтому при уменьшении концентрации она возрастает.