Przeczytaj

bg‑turquoise

Dysocjacja elektrolityczna

Już wiesz

Dysocjacja elektrolityczna to rozpad na jony pod wpływem działania rozpuszczalnika. Związki o budowie jonowejzwiązek o budowie jonowejZwiązki o budowie jonowej, takie jak sole i wodorotlenki, po rozpuszczeniu w wodzie dysocjują na jony:

{BaCl}_{2 (s)} \overset{H_{2} O}{\to} {Ba}_{(aq)}^{2 +} + 2 {Cl}_{(aq)}^{-}

Sole proste (obojętne) o budowie jonowej zawsze dysocjują całkowicie i jednoetapowo (a więc zawsze wstawiamy w równaniu jedną strzałkę, a sól rozpada się od razu na wszystkie możliwe jony).

Dysocjacja stopniowa $Ba {(OH)}_{2}$ :

$I$ etap:

Ba (OH)_{2 (s)} \overset{H_{2} O}{\to} Ba {(OH)}_{(aq)}^{-} + {OH}_{(aq)}^{-}

$II$ etap:

Ba (OH)_{(aq)}^{-} \overset{H_{2} O}{\to} {Ba}_{(aq)}^{2 +} + {OH}_{(aq)}^{-}

Zapis sumaryczny:

Ba (OH)_{2 (s)} \overset{H_{2} O}{\to} {Ba}_{(aq)}^{2 +} + 2 {OH}_{(aq)}^{-}

Wodorotlenki mocne (wodorotlenki litowców i berylowców z wyjątkiem wodorotlenku berylu) po rozpuszczeniu w wodzie również dysocjują całkowicie (zawsze wpisujemy jedną strzałkę). W przypadku wodorotlenków mocnych, na poziomie szkolnym, możemy stosować zamiennie zapis dysocjacji stopniowy i sumaryczny.

Wśród związków o budowie niejonowej można wyróżnić kwasy nieorganiczne i organiczne, alkohole, cukry lub również estry. Czy wszystkie te związki ulegają dysocjacji elektrolitycznej?

bg‑turquoise

Czy substancje o budowie niejonowej ulegają dysocjacji elektrolitycznej?

Polecenie 1

Wykonaj doświadczenie, w którym sprawdzisz zdolność do dysocjacji elektrolitycznej przez różne substancje. Rozwiąż problem badawczy i zweryfikuj hipotezę. W formularzu zapisz swoje obserwacje i wyniki w postaci równań reakcji, a następnie sformułuj wnioski.

Problem badawczy:

Czy substancje o budowie niejonowej także ulegają dysocjacji elektrolitycznej?

Hipoteza:

Dysocjacji elektrolitycznej ulegają kwasy nieorganiczne i organiczne oraz alkohole.

Sprzęt laboratoryjny:

sześć zlewek o pojemności $50 {cm}^{3}$ ;
elementy niezbędne do zbudowania układu do badania przewodności: przewody, elektrody, płaska bateria ( $4,5 V$ ), żarówka.

Uwaga: możesz również wykorzystać gotowy układ do badania przewodności.

Badane roztwory (przygotowane z wykorzystaniem wody destylowanej):

$10$ -procentowy roztwór glukozy;
$10$ -procentowy roztwór kwasu azotowego( $V$ );
$95$ -procentowy roztwór etanolu;
$10$ -procentowy roztwór sacharozy;
$10$ -procentowy roztwór kwasu etanowego (octowego);
$10$ -procentowy roztwór kwasu ortofosforowego( $V$ ).

Instrukcja wykonania doświadczenia:

Zmontuj zestaw do badania przewodnictwa prądu elektrycznego, składający się z przewodów, elektrod, płaskiej baterii ( $4,5 V$ ) i żarówki. Jeśli posiadasz gotowy już układ, pomiń ten punkt.

RPJ51bsbrWVAT

Ilustracja przedstawiająca zestaw do badania przewodnictwa prądu elektrycznego. Aby wyraźnie oznaczyć poziom zanurzenia elektrod, barwę roztworu oznaczono kolorem niebieskim. W rzeczywistości badane roztwory są bezbarwne. Na ilustracji znajduje się zlewka wypełniona bezbarwnym roztworem, w którym zanurzone są dwie elektrody połączone z baterią oraz żarówką. — Zestaw do badania przewodnictwa prądu elektrycznego. Aby wyraźnie oznaczyć poziom zanurzenia elektrod, barwę roztworu oznaczono kolorem niebieskim. W rzeczywistości badane roztwory są bezbarwne.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Do sześciu zlewek ( $50 {cm}^{3}$ ) wlać po $20 {cm}^{3}$ badanych roztworów.
Zbadać przewodnictwo elektrolityczne roztworów poprzez zanurzenie elektrod i obserwację, czy dla danego roztworu żarówka świeci.
Zanotuj obserwacje i swoje wnioski.

RnyMQZrTcRna7

Wyniki:

R1bAukoI0Kp9W

RtUGiyOKy3wIB

Sprawdź, czy Twoje obserwacje, wyniki i wnioski są podobne do poniższych.

**Obserwacje**
Wodny roztwór	Czy żarówka się świeci?
glukoza	NIE
kwas azotowy( $V$ )	TAK
etanol	NIE
sacharoza	NIE
kwas etanowy (octowy)	TAK
kwas ortofosforowy( $V$ )	TAK

Wnioski:

Nie wszystkie substancje o budowie niejonowej ulegają dysocjacji elektrolitycznej.

Substancje o budowie niejonowej, które ulegają dysocjacji elektrolitycznej, to kwasy nieorganiczne (kwas azotowy( $V$ ), kwas ortofosforowy( $V$ )) oraz organiczne (kwas etanowy (octowy)). Etanol, glukoza oraz sacharoza nie ulegają dysocjacji elektrolitycznej w roztworze wodnym, a więc nie przewodzą w roztworach wodnych prądu elektrycznego. Postawiona hipoteza jest nieprawdziwa.

Wyniki:

Równania reakcji dysocjacji elektrolitycznej substancji o budowie niejonowej, które w roztworze wodnym przewodzą prąd elektryczny:

{HNO}_{3} + H_{2} O \to H_{3} O^{+} + {NO}_{3}^{-}

lub

{CH}_{3} COOH + H_{2} O ⇄ H_{3} O^{+} + {CH}_{3} {COO}^{-}

H_{3} {PO}_{4} + H_{2} O ⇄ H_{3} O^{+} + H_{2} {PO}_{4}^{-}

H_{2} {PO}_{4}^{-} + H_{2} O ⇄ H_{3} O^{+} + {HPO}_{4}^{2 -}

{HPO}_{4}^{2 -} + H_{2} O ⇄ H_{3} O^{+} + {PO}_{4}^{3 -}

Ważne!

W przypadku mocnych kwasów, takich jak np. ${HNO}_{3}$ , reakcja dysocjacji elektrolitycznej zachodzi całkowicie ( $100 %$ ) lub prawie całkowicie, dlatego w przypadku mocnych kwasów równania dysocjacji elektrolitycznej zapisuje się z jedną strzałką.

W przypadku słabych kwasów nieorganicznych (np. $HF$ , ${HNO}_{2}$ ) czy organicznych (np. ${CH}_{3} COOH$ ), dysocjacja nie zachodzi całkowicie, a równania reakcji dysocjacji elektrolitycznej zapisuje się z dwiema strzałkami.

**Podział kwasów**
Kwasy mocne	Kwasy słabe
np. $HCl$ , $HBr$ , $HI$ , ${HNO}_{3}$ , ${HClO}_{4}$ , ${HClO}_{3}$ , $H_{2} {SO}_{4}$	np. $HF$ , ${HNO}_{2}$ , ${HClO}_{2}$ , $HClO$ , $H_{2} S$ , $H_{2} {SO}_{3}$ , $H_{2} {CO}_{3}$ , $H_{3} {PO}_{4}$ , ${CH}_{3} COOH$
Kwasy mocne jednoprotonowe dysocjują całkowicie. Kwasy mocne dwuprotonowe, jak $H_{2} {SO}_{4}$ , dysocjują etapowo, a całkowita dysocjacja obserwowana jest tylko w przypadku pierwszego etapu ( $\to$ ). W drugim i ewentualnie w kolejnych etapach dysocjacja zachodzi w mniejszym stopniu ( $⇄$ ).	Kwasy wieloprotonowe zawsze dysocjują etapowo. Dysocjacja wszystkich kwasów słabych zawsze zachodzi niecałkowicie w każdym etapie dysocjacji (zawsze $⇄$ ).

W przypadku wodorotlenków (budowa jonowa), mogliśmy właściwie zamiennie stosować zapis dysocjacji sumaryczny lub etapowy. W przypadku kwasów, ze względu na kowalencyjną budowę, równania dysocjacji nie powinny być zapisywane w postaci sumarycznej, ale tylko etapowo (kolejne etapy dysocjacji zachodzą z dużo mniejszą wydajnością niż etapy poprzedzające).

Słownik

elektrolit

(gr. ḗlektron „bursztyn”, lytós „rozpuszczalny”) substancja, której roztwór przewodzi prąd dzięki obecności swobodnie poruszających się jonów

dysocjacja elektrolityczna

(łac. dissociatio „rozdzielenie”) proces rozpadu cząsteczek elektrolitów pod wpływem rozpuszczalnika (wody) na dodatnie i ujemne jony

przewodnictwo elektryczne elektrolitów

przewodzenie prądu elektrycznego przez elektrolity, uwarunkowane obecnością jonów, które są nośnikami prądu

związek o budowie jonowej

związek, w którym występuje wiązanie jonowe (niezależnie od obecności lub braku wiązań kowalencyjnych)

związek o budowie kowalencyjnej

związek nieposiadający wiązania jonowego, a tylko wiązania kowalencyjne

Bibliografia

Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‑Biała 2010.

Wprowadzenie

Animacja

Dysocjacja elektrolityczna

Czy substancje o budowie niejonowej ulegają dysocjacji elektrolitycznej?

Słownik

Bibliografia