Номер A, страница 23 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. Напишите уравнения процессов диссоциации следующих соединений: $K_2SO_4$, $Na_2S$, $NaCl$, $NaHSO_4$, $NaHCO_3$, $Fe(OH)_2Cl$, $(FeOH)Cl_2$, $AlCl_3$, $Ba(OH)_2$, $LiOH$, $Al(OH)_3$.

2. Электролиты, приведенные в первом задании, классифицируйте по силе.

3. Что означает степень диссоциации?

1. Напишите уравнения процессов диссоциации следующих соединений: K₂SO₄, Na₂S, NaCl, NaHSO₄, NaHCO₃, Fe(OH)₂Cl, (FeOH)Cl₂, AlCl₃, Ba(OH)₂, LiOH, Al(OH)₃.

Диссоциация — это процесс распада молекул электролита на ионы при его растворении. Сильные электролиты диссоциируют практически полностью (обозначается знаком $→$), а слабые — частично и обратимо (обозначается знаком $⇌$).

K₂SO₄ (сульфат калия) — соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой, сильный электролит. Диссоциирует в одну стадию:

$K_2SO_4 \rightarrow 2K^+ + SO_4^{2-}$

Na₂S (сульфид натрия) — соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, сильный электролит. Диссоциирует в одну стадию:

$Na_2S \rightarrow 2Na^+ + S^{2-}$

NaCl (хлорид натрия) — соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой, сильный электролит. Диссоциирует в одну стадию:

$NaCl \rightarrow Na^+ + Cl^-$

NaHSO₄ (гидросульфат натрия) — кислая соль, сильный электролит, диссоциирует ступенчато. Первая стадия полная, вторая — обратимая, но так как серная кислота сильная, диссоциация по второй ступени также значительна.

I стадия: $NaHSO_4 \rightarrow Na^+ + HSO_4^-$

II стадия: $HSO_4^- \rightleftharpoons H^+ + SO_4^{2-}$

NaHCO₃ (гидрокарбонат натрия) — кислая соль, сильный электролит по первой ступени диссоциации. Диссоциация аниона является процессом диссоциации слабой кислоты.

I стадия: $NaHCO_3 \rightarrow Na^+ + HCO_3^-$

II стадия: $HCO_3^- \rightleftharpoons H^+ + CO_3^{2-}$

Fe(OH)₂Cl (хлорид дигидроксожелеза(III)) — основная соль, диссоциирует ступенчато. По первой ступени диссоциирует как сильный электролит (соль).

I стадия: $Fe(OH)_2Cl \rightarrow [Fe(OH)_2]^+ + Cl^-$

II стадия: $[Fe(OH)_2]^+ \rightleftharpoons [Fe(OH)]^{2+} + OH^-$

(Дальнейшая диссоциация протекает в еще меньшей степени).

(FeOH)Cl₂ (дихлорид гидроксожелеза(III)) — основная соль, диссоциирует ступенчато. По первой ступени диссоциирует как сильный электролит.

I стадия: $(FeOH)Cl_2 \rightarrow [FeOH]^{2+} + 2Cl^-$

II стадия: $[FeOH]^{2+} \rightleftharpoons Fe^{3+} + OH^-$

AlCl₃ (хлорид алюминия) — соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, сильный электролит. Диссоциирует в одну стадию:

$AlCl_3 \rightarrow Al^{3+} + 3Cl^-$

Ba(OH)₂ (гидроксид бария) — сильное основание (щёлочь), сильный электролит. Диссоциирует практически нацело:

$Ba(OH)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2OH^-$

LiOH (гидроксид лития) — сильное основание (щёлочь), сильный электролит. Диссоциирует нацело:

$LiOH \rightarrow Li^+ + OH^-$

Al(OH)₃ (гидроксид алюминия) — слабое амфотерное основание, слабый электролит. Диссоциация протекает в незначительной степени и обратимо. Ниже приведена диссоциация по типу основания.

I стадия: $Al(OH)_3 \rightleftharpoons Al(OH)_2^+ + OH^-$

(Последующие стадии, $Al(OH)_2^+ \rightleftharpoons Al(OH)^{2+} + OH^-$ и $Al(OH)^{2+} \rightleftharpoons Al^{3+} + OH^-$, протекают в еще меньшей степени).

Ответ: Уравнения диссоциации приведены выше для каждого соединения.

2. Электролиты, приведенные в первом задании, классифицируйте по силе.

Электролиты делятся на сильные и слабые в зависимости от степени их диссоциации в растворе.

Сильные электролиты — вещества, которые при растворении практически полностью диссоциируют на ионы. К ним относятся большинство растворимых солей, сильные кислоты и сильные основания (гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов).

Сильные электролиты: $K_2SO_4, Na_2S, NaCl, NaHSO_4, NaHCO_3, Fe(OH)_2Cl, (FeOH)Cl_2, AlCl_3, Ba(OH)_2, LiOH$.

Примечание: все соли (включая кислые и основные) считаются сильными электролитами, так как их первая стадия диссоциации (распад кристаллической решетки на ионы) протекает практически полностью.

Слабые электролиты — вещества, которые диссоциируют на ионы лишь в незначительной степени. К ним относятся слабые кислоты, слабые основания и вода.

Слабый электролит: $Al(OH)_3$ (слабое нерастворимое основание).

Ответ: Сильные электролиты: $K_2SO_4, Na_2S, NaCl, NaHSO_4, NaHCO_3, Fe(OH)_2Cl, (FeOH)Cl_2, AlCl_3, Ba(OH)_2, LiOH$. Слабый электролит: $Al(OH)_3$.

3. Что означает степень диссоциации?

Степень диссоциации (обозначается греческой буквой альфа, $α$) — это количественная характеристика, которая показывает, какая доля от общего числа растворенных молекул электролита распалась на ионы. Она является безразмерной величиной или выражается в процентах.

Степень диссоциации рассчитывается по формуле:

$α = \frac{N_{дисс}}{N_{общ}}$ или $α = \frac{ν_{дисс}}{ν_{общ}}$

где $N_{дисс}$ (или $ν_{дисс}$) — число (или количество вещества) молекул, распавшихся на ионы, а $N_{общ}$ (или $ν_{общ}$) — общее число (или общее количество вещества) растворенных молекул.

Значение степени диссоциации зависит от нескольких факторов:

• Природа электролита: для сильных электролитов $α \rightarrow 1$ (или $100\%$), для слабых — $α \ll 1$ (обычно меньше $0.03$ или $3\%$).
• Концентрация раствора: с разбавлением раствора (уменьшением концентрации) степень диссоциации увеличивается.
• Температура: для большинства электролитов диссоциация является эндотермическим процессом, поэтому с ростом температуры степень диссоциации возрастает.
• Природа растворителя: в полярных растворителях (например, в воде) диссоциация протекает лучше, чем в неполярных.

Таким образом, степень диссоциации является мерой силы электролита в данных условиях (концентрация, температура, растворитель).

Ответ: Степень диссоциации — это отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу растворенных молекул, которое характеризует силу электролита в конкретных условиях.