Тема 3. Электролитическая диссоциация

Уравнения диссоциации, катионы и анионы, число ионов, сильные и слабые электролиты, неэлектролиты. 100 заданий на отработку.

Простыми словами

Почему солёная вода проводит ток, а сладкая — нет? Соль в воде распадается на заряженные частицы — ионы, и они переносят заряд. Сахар остаётся целыми молекулами, носителей заряда нет.

Электролитическая диссоциация — распад электролита на ионы при растворении в воде или расплавлении.
Электролиты — вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток: кислоты, щёлочи, соли.
Неэлектролиты ток не проводят: сахар, глюкоза, спирт, кислород, азот, большинство органических веществ.

NaCl \to N a^{+} + C l^{-}

: ионы окружаются молекулами воды и расходятся

Катионы и анионы

Катионположительный ион:

N a^{+}

C a^{2 +}

A l^{3 +}

H^{+}

N H_{4}^{+}

. Идёт к катоду (−).

Анионотрицательный ион:

C l^{-}

O H^{-}

N O_{3}^{-}

S O_{4}^{2 -}

P O_{4}^{3 -}

. Идёт к аноду (+).

Класс	Катион	Анион	Пример
Кислота	только $H^{+}$	кислотный остаток	$HCl \to H^{+} + C l^{-}$
Щёлочь	ион металла	только $O H^{-}$	$NaOH \to N a^{+} + O H^{-}$
Соль	ион металла (или $N H_{4}^{+}$ )	кислотный остаток	$NaN O_{3} \to N a^{+} + N O_{3}^{-}$

Сложные ионы не разваливаются: $N O_{3}^{-}$ , $S O_{4}^{2 -}$ , $O H^{-}$ , $N H_{4}^{+}$ — это один ион. Неверно: $NaN O_{3} \to N a^{+} + N^{5 +} + 3 O^{2 -}$ .

Уравнение диссоциации и число ионов

Делим формулу на катион металла (или $H^{+}$ ) и анион.
Индекс в формуле превращается в коэффициент перед ионом.
Проверяем: сумма зарядов катионов = сумме зарядов анионов по модулю (раствор электронейтрален).

$NaOH \to N a^{+} + O H^{-}$ — 2 иона.
$Ca (N O_{3})_{2} \to C a^{2 +} + 2N O_{3}^{-}$ — $1 + 2 = 3$ иона.
$A l_{2} (S O_{4})_{3} \to 2A l^{3 +} + 3S O_{4}^{2 -}$ — 5 ионов; заряды: $2 \cdot (+ 3) = + 6$ и $3 \cdot (- 2) = - 6$ ✓
$K_{3} P O_{4} \to 3 K^{+} + P O_{4}^{3 -}$ — 4 иона.

Заряд иона металла = его валентности, заряд кислотного остатка = числу атомов H в кислоте: $H_{2} S O_{4} \to S O_{4}^{2 -}$ , $H_{3} P O_{4} \to P O_{4}^{3 -}$ .

Сильные и слабые электролиты

Сильные (распадаются полностью, стрелка

\to

)Кислоты

HCl

HBr

HI

HN O_{3}

H_{2} S O_{4}

HCl O_{4}

; щёлочи

NaOH

KOH

Ba (OH)_{2}

Ca (OH)_{2}

; все растворимые соли.

Слабые (распадаются частично, знак

⇄

)

H_{2} C O_{3}

H_{2} S

H_{2} S O_{3}

H_{2} Si O_{3}

HN O_{2}

HF

C H_{3} COOH

;

N H_{3} \cdot H_{2} O

; вода

H_{2} O

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато: $H_{2} S O_{4} \to H^{+} + HS O_{4}^{-}$ , затем $HS O_{4}^{-} ⇄ H^{+} + S O_{4}^{2 -}$ ; вторая ступень идёт слабее. В школьных задачах разбавленную серную кислоту записывают сразу: $H_{2} S O_{4} \to 2 H^{+} + S O_{4}^{2 -}$ .

Нерастворимые основания и соли ( $Cu (OH)_{2}$ , $BaS O_{4}$ , $CaC O_{3}$ ) уравнением диссоциации в растворе не записывают — они почти не растворяются.

Ещё о диссоциации солей

Теорию электролитической диссоциации создал шведский учёный С. Аррениус (1887 г.). Ток в растворе электролита проводят свободные ионы; положительных и отрицательных зарядов в растворе поровну — раствор электронейтрален.

Соль	Уравнение диссоциации
$MgC l_{2}$	$MgC l_{2} \to M g^{2 +} + 2C l^{-}$
$CaC l_{2}$	$CaC l_{2} \to C a^{2 +} + 2C l^{-}$
$MgS O_{4}$	$MgS O_{4} \to M g^{2 +} + S O_{4}^{2 -}$

Индекс у хлора становится коэффициентом перед ионом: $2 C l^{-}$ , а не $C l_{2}^{-}$ . Сульфат-ион не распадается: $S O_{4}^{2 -}$ — одна частица.

Примеры заданий

Это несколько заданий из тренажёра, остальные — в тренажёре в начале страницы.

Какой катион образуется при диссоциации вещества NaOH?

Na⁻
OH⁻
H⁺
Na⁺

Показать ответ

Ответ: Na⁺
Решение. NaOH → Na⁺ + OH⁻ — искомый ион Na⁺.

Какой анион образуется при диссоциации вещества NaNO₃?

NO₃⁻
Na⁺
Cl⁻
OH⁻

Показать ответ

Ответ: NO₃⁻
Решение. NaNO₃ → Na⁺ + NO₃⁻ — искомый ион NO₃⁻.

Какой катион образуется при диссоциации вещества NaCl?

Cl⁻
H⁺
Na⁺
OH⁻

Показать ответ

Ответ: Na⁺
Решение. NaCl → Na⁺ + Cl⁻ — искомый ион Na⁺.

Какой анион образуется при диссоциации вещества Na₂SO₄?

Cl⁻
OH⁻
SO₄²⁻
Na⁺

Показать ответ

Ответ: SO₄²⁻
Решение. Na₂SO₄ → 2Na⁺ + SO₄²⁻ — искомый ион SO₄²⁻.

Какой катион образуется при диссоциации вещества Na₂CO₃?

CO₃²⁻
H⁺
OH⁻
Na⁺

Показать ответ

Ответ: Na⁺
Решение. Na₂CO₃ → 2Na⁺ + CO₃²⁻ — искомый ион Na⁺.

Какой анион образуется при диссоциации вещества Na₃PO₄?

PO₄³⁻
Na⁺
Cl⁻
OH⁻

Показать ответ

Ответ: PO₄³⁻
Решение. Na₃PO₄ → 3Na⁺ + PO₄³⁻ — искомый ион PO₄³⁻.

К какой группе относится HCl (соляная кислота)?

вещество не растворяется в воде
неэлектролит
слабый электролит
сильный электролит

Показать ответ

Ответ: сильный электролит
Решение. HCl (соляная кислота): HCl — сильная кислота, в растворе диссоциирует практически полностью — это сильный электролит.

Что такое электролитическая диссоциация?

Распад электролита на ионы при растворении в воде или расплавлении
Соединение ионов в молекулы
Испарение растворителя
Разложение вещества при нагревании

Показать ответ

Ответ: Распад электролита на ионы при растворении в воде или расплавлении
Решение. Диссоциация — распад вещества на ионы под действием молекул воды.