Номер 6, страница 48 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

6. Опишите механизм электролитической диссоциации хлорида натрия. Какую роль играет вода в этом процессе?

Механизм электролитической диссоциации хлорида натрия

Электролитическая диссоциация хлорида натрия ($NaCl$) в воде — это физико-химический процесс распада ионного кристалла на свободные гидратированные ионы. Он протекает в несколько стадий:

1. Хлорид натрия в твердом состоянии представляет собой кристаллическую решетку, в узлах которой находятся положительно заряженные ионы натрия ($Na^+$) и отрицательно заряженные хлорид-ионы ($Cl^-$). Эти ионы прочно связаны между собой силами электростатического притяжения (ионной связью).
2. Молекулы воды ($H_2O$) являются полярными, то есть представляют собой диполи. На атоме кислорода сосредоточен частичный отрицательный заряд ($\delta-$), а на атомах водорода — частичные положительные заряды ($\delta+$).
3. При погружении кристалла $NaCl$ в воду полярные молекулы воды начинают взаимодействовать с ионами на поверхности кристалла. Они ориентируются вокруг ионов в соответствии со своими зарядами: отрицательными полюсами (атомами кислорода) притягиваются к положительным ионам $Na^+$, а положительными полюсами (атомами водорода) — к отрицательным ионам $Cl^-$.
4. Это электростатическое взаимодействие между диполями воды и ионами приводит к ослаблению ионных связей внутри кристалла. Энергия, выделяющаяся при взаимодействии ионов с молекулами воды (энергия гидратации), становится сопоставимой с энергией, необходимой для разрушения кристаллической решетки (энергия решетки).
5. В результате ионы $Na^+$ и $Cl^-$ отрываются от решетки и переходят в раствор. Там они немедленно окружаются плотной оболочкой из молекул воды — гидратной оболочкой. Этот процесс называется гидратацией, а сами ионы — гидратированными.

Уравнение диссоциации в общем виде выглядит так: $$ NaCl_{(тв)} \xrightarrow{H_2O} Na^+_{(aq)} + Cl^-_{(aq)} $$ где индекс $(тв)$ означает твердое вещество, а $(aq)$ означает, что ион гидратирован (находится в водной среде).

Какую роль играет вода в этом процессе?

Вода играет ключевую, активную роль в процессе диссоциации, а не является просто пассивной средой. Ее роль заключается в следующем:

• Вода — полярный растворитель. Именно дипольная структура молекул воды позволяет ей эффективно взаимодействовать с заряженными частицами — ионами.
• Вода ослабляет ионные связи. Вода обладает очень высокой диэлектрической проницаемостью ($\epsilon \approx 80$). Это свойство означает, что вода способна ослаблять электростатическое взаимодействие между зарядами примерно в 80 раз. В результате сила притяжения между ионами $Na^+$ и $Cl^-$ в водной среде становится достаточно слабой для разрыва.
• Вода гидратирует и стабилизирует ионы. Процесс гидратации, то есть окружения ионов молекулами воды, является экзотермическим (выделяется энергия). Выделившаяся энергия гидратации компенсирует энергетические затраты на разрушение кристаллической решетки. Образовавшиеся гидратные оболочки изолируют ионы друг от друга, предотвращая их обратное соединение (ассоциацию) и стабилизируя их в растворе.

Таким образом, без активного участия воды диссоциация ионного соединения $NaCl$ была бы невозможна.

Ответ: Механизм электролитической диссоциации хлорида натрия заключается в ориентации диполей воды вокруг ионов $Na^+$ и $Cl^-$ на поверхности кристалла, ослаблении ионных связей за счет высокой диэлектрической проницаемости воды, отрыве ионов от решетки и их последующей гидратации (образовании гидратных оболочек). Роль воды в этом процессе является решающей: она выступает как полярный растворитель, который активно разрушает кристаллическую решетку и стабилизирует образующиеся ионы в растворе, обеспечивая их существование в свободном виде.