Вещество, которое в водном растворе не диссоциирует на ионы. Электролиты и неэлектролиты

Вода (оксид водорода) - бинарное неорганическое соединение с химической формулой Н 2 O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного - кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета (при малой толщине слоя), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном - водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях). Составляет приблизительно около 0,05 % массы Земли.

Водный раствор - разновидность раствора, в котором растворителем служит вода. Будучи превосходным растворителем, именно вода используется для приготовления большинства растворов в химии.

Вещества, которые плохо растворяются в воде, называют гидрофобными ("боящимися воды"), а хорошо в ней растворяющиеся - гидрофильными ("любящими воду"). Примером типичного гидрофильного соединения может служить хлорид натрия (поваренная соль).

Если вещество образует водный раствор, который хорошо проводит электрический ток, то он называется сильным электролитом; в противном случае - слабым. Сильные электролиты в растворе почти полностью распадаются на ионы (α→1), а слабые практически не распадаются (α→0).

Вещества, растворяющиеся в воде, но не распадающиеся на ионы (то есть находящие в растворе в молекулярном состоянии), называются неэлектролитами (пример - сахар).

При выполнении расчётов в уравнениях реакций, где взаимодействует один или несколько водных растворов, часто необходимо знать молярную концентрацию растворимого вещества.

Растворимость - способность вещества образовывать с другими веществами однородные системы - растворы, в которых вещество находится в виде отдельных атомов, ионов, молекул или частиц. Растворимость выражается концентрацией растворённого вещества в его насыщенном растворе либо в процентах, либо в весовых или объёмных единицах, отнесённых к 100 г или 100 см³ (мл) растворителя (г/100 г или см³/100 см³). Растворимость газов в жидкости зависит от температуры и давления. Растворимость жидких и твёрдых веществ - практически только от температуры. Все вещества в той или иной степени растворимы в растворителях. В случае, когда растворимость слишком мала для измерения, говорят, что вещество нерастворимо.

Зависимость растворимости веществ от температуры выражается с помощью кривых растворимости. По кривым растворимости производят различные расчёты. Например, можно определить массу вещества, которое выпадет в осадок из насыщенного раствора при его охлаждении.

Процесс выделения твёрдого вещества из насыщенного раствора при понижении температуры называется кристаллизацией. Кристаллизация играет огромную роль в природе-приводит к образованию некоторых минералов, участвует в процессах, протекающих в горных породах.

Состав любого раствора может быть выражен как качественно, так и количественно. Обычно, при качественной оценке раствора применяют такие понятия как, насыщенный , ненасыщенный , пересыщенный (или перенасыщенный ), концентрированный и разбавленный раствор.

Насыщенным называется раствор, в котором содержится максимально возможное при данных условиях (t, р) количество растворённого вещества. Насыщенный раствор часто находится в состоянии динамического равновесия с избытком растворённого вещества, при котором процесс растворения и процесс кристаллизации (выпадения вещества из раствора) протекают с одинаковой скоростью.

Для приготовления насыщенного раствора растворение вещества необходимо вести до образования осадка, не исчезающего при длительном хранении.

Ненасыщенным называется раствор, который содержит вещества меньше, чем его может раствориться при данных условиях.

Перенасыщенные растворы содержат в себе по массе больше растворённого вещества, чем его может раствориться в данных условиях. Образуются перенасыщенные растворы при быстром охлаждении насыщенных растворов. Они неустойчивы и могут существовать ограниченное время. Очень быстро лишнее растворённое вещество выпадает в осадок, а раствор превращается в насыщенный.

Следует отметить, что при изменении температуры насыщенный и ненасыщенный растворы могут легко обратимо превращаться друг в друга. Процесс выделения твёрдого вещества из насыщенного раствора при понижении температуры называется кристаллизацией . Кристаллизация и растворение играют огромную роль в природе: приводят к образованию минералов, имеют большое значение в атмосферных и почвенных явлениях. На основе кристаллизации в химии распространён метод очистки веществ, который называется перекристаллизацией.

Для приблизительного количественного выражения состава раствора используют понятия концентрированный и разбавленный растворы .

Концентрированным называется раствор, в котором масса растворённого вещества соизмерима с массой растворителя, т.е. не отличается от него более чем в 10 раз.

Если же масса растворённого вещества более чем в десять раз меньше массы растворителя, то такие растворы называются разбавленными .

Однако следует помнить, что деление растворов на концентрированные и разбавленные условно, и чёткой границы между ними нет.

Точный количественный состав растворов выражают при помощи массовой доли растворённого вещества , его молярной концентрации , а также некоторыми другими способами.

Раствором называется твердая или жидкая гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов, относительные количества которых могут изменяться в широких пределах.

Наиболее важный вид растворов - водные растворы, которые имеют значение для промышленности и обеспечения биохимических процессов в природе.

Однородность растворов делает их сходными с химическими соединениями, непостоянство состава приближает их к механическим смесям, таким образом можно сказать, что растворы занимают промежуточное положение между механическими смесями и химическими соединениями.

Образование водных растворов сопровождается изменением электрического момента диполя молекулы воды, их пространственной переориентацией, разрывом водородных связей.

Молекулы не электролитов образуют в структуре воды большие полости, энергия, необходимая для их образования, выделяется при разрыве водородных связей между молекулами воды.

Образование таких структур сопровождается выделением теплоты, так как энергия взаимодействия между молекулами не электролита и воды больше энергии взаимодействия между молекулами воды. Способствуя разрушению структуры воды, образование гидратов вызывает повышение температуры замерзания раствора. На этом свойстве водных растворов не электролитов основан газгидратный способ опреснения воды (пример гидратообразования в газовых скважинах и газопроводах).

При попадании в воду неполярных достаточно больших молекул не электролитов происходит разрыв водородных связей между молекулами воды, а новые связи с растворенным веществом не образуются, поэтому подобные соединения в воде не растворяются (углеводороды с длинной цепочкой).

В водных растворах электролитов происходит гидратация ионов, которая заключается во взаимодействии его ионов с молекулами воды и образовании гидратных оболочек вокруг них, а также в изменении теплового движения молекул воды.

При малой концентрации электролита в водном растворе могут сохраняться участки воды с ненарушенной структурой. В концентрированных растворах электролитов нет свободного растворителя - он весь входит в зону действия ионов, поэтому свойства разбавленных и концентрированных растворов одного и того же вещества различны.

Растворы, при концентрации электролита более 2 моль/л по структуре напоминают расплавленный кристалл электролита. Если в разбавленных растворах искажается структура воды ионами электролита, то концентрированные растворы можно представить как электролит, структура которого нарушена растворителем.

Примером взаимодействия ионов электролита с водой является электрострикция - уменьшение общего объема растворителя и электролита при взаимном смешении.

Продуктами взаимодействия растворителя с растворенными веществами являются сольваты , а процесс их образования называется сольватацией.

Частным случаем сольватации является гидратация - взаимодействие растворенных веществ с водой, в результате которого образуются гидраты. Молекулы воды при гидратации не разрушаются, гидраты же в большинстве своем неустойчивы, однако некоторые из них способны удерживать воду даже в твердом кристаллическом состоянии, например глауберова соль Na 2 SO 4 10 Н 2 О, медный купорос Cu SO 4 5 Н 2 О, железный купорос FeSO 4 7H 2 О. Такие вещества получили название кристаллогидратов. По своим свойствам гидраты отличаются от безводных соединений.

Вода – это неорганическое соединение, состоящее из кислорода и водорода. В нормальных условиях это бесцветная, прозрачная жидкость, которая не имеет запаха и вкуса. В твердом виде вода называется снегом, льдом или инеем, в газообразном – паром. Примерно 71% всей поверхности планеты покрыт водой. На океаны припадает примерно 96% водных запасов, на остальные 4% припадают озера, ледники, болота и грунтовые воды. По своей природе вода является отличным растворителем и всегда в своем составе содержит растворенные вещества или газы, за исключением дистиллированной воды. Вода является важнейшим источником жизни на всей планете. Поэтому в нашей статье мы попытаемся рассказать вам все об этом удивительном веществе, а главное, какое вещество вода по своей природе и каковы ее химические и физические свойства.

Физические свойства воды

• При нормальных атмосферных условиях вода сохраняет жидкое состояние, в то же время как остальные водородные соединения схожего плана являются газами. Это явление объясняется особыми свойствами сложения молекул и атомов воды, и присутствующими между ними связями. Атомы кислорода присоединены к атомам водорода, образуя угол почти в 105 градусов, и данная конфигурация сохраняется всегда. Через большую разницу электроотрицательности атомов кислорода и водорода, электронные облака сильно сдвинуты в сторону кислорода. В связи с данной причиной молекула воды считается активным диполем, в котором водородная сторона имеет положительный заряд, а кислородная отрицательный. В результате молекула воды образует связи, разорвать которые довольно сложно и на это потребуются большие затраты энергии.
• Вода практически не поддается сжиманию. Так, при увеличении атмосферного давления на один бар, вода сжимается лишь на 0.00005 часть, от ее первоначального объема.
• Структура льда и воды очень схожи. Как во льду, так и в воде, молекулы стараются расположиться в некотором определенном порядке – они хотят образовать структуру, но тепловое движение препятствует этому. Когда вода переходит в твердое состояние, тепловое вращение молекул уже не препятствует структурному образованию, после чего молекулы упорядочиваются, и пустоты между ними увеличиваются, от чего, следовательно, падает плотность. Вот чем объясняется тот момент, что вода – это вещество очень аномальное. Твердое агрегатное состояние воды – лед, может спокойно плавать на поверхности жидкого агрегатного состояния воды. Когда же происходит испарение, наоборот, все связи сразу же разрываются. На разрыв данных связей требуется немаленькое количество энергии, что объясняет наибольшую теплоемкость воды среди всех веществ. Чтобы подогреть литр воды на 1 градус, необходимо потратить около 4 кДж энергии. Благодаря этому свойству вода часто используется в качестве теплоносителя.
• Вода обладает высоким поверхностным натяжением, уступая в данном показателе лишь ртути. Большая вязкость воды объясняется ее водородными связями, которые мешают молекулам совершать движения с разными скоростями.
• Вода является хорошим растворителем. Молекулы растворяемого вещества сразу же окружаются молекулами воды. Положительные частицы растворяемого вещества притягиваются атомами кислорода, а отрицательные – атомами водорода. Так как размеры молекул воды достаточно малы, то каждую молекулу растворяемого вещества может окружить сразу большое количество молекул воды.
• Вода - это вещество, которое имеет отрицательный электрический потенциал поверхности.
• В чистом виде, вода является хорошим изолятором, но так как в ней зачастую растворены те или иные вещества, соли или кислоты, то в воде всегда находятся отрицательные и положительные ионы. Благодаря этим свойствам вода может проводить электричество.
• Показатель преломления воды – n=1.33. Но вода прекрасно поглощает инфракрасное излучение, и в связи с этим свойством вода, а точнее водяной пар является парниковым газом. Также вода способна поглотить микроволновое излучение, на чем и основано действие СВЧ печей.

Химические свойства

Те, кто думают, что вода - органическое вещество, сильно ошибаются. Воду образуют два элемента – кислород и водород. Далее рассмотрим основные химические свойства воды.

Образование осадка сводится к взаимодействию ионов Ag + и С L - , так как образуется малодиссоциирующее соединение(краткое ионное уравнение)

Ag + + CL - = AgCL

Полное ионное уравнение имеет вид:

Na + + C
+ Ag + +
= AgCL +Na + +

Реакция с образованием газов

Na 2 S + 2HCL1 = 2NaCL + H 2 S

Для простоты и удобства напишем сразу уравнение реакции в сокращенной форме:

2H + +
=H 2 S

если одно из взятых веществ является трудно растворимым в воде (неэлектролит), то формула этого вещества записывается в молекулярной форме:

Ca 3 P 2 + 6HNO 3 = 3Ca(NO 3) 2 + 2PH 3

Ca 3 P 2 + 6H + = 3Ca 2+ + 2PH 3

Реакция с образованием слабых электролитов.К слабым электролитам относятся вещества со степенью диссоциации меньше 2%, например вода, слабые кислоты, трудно растворимые основания соли и др.

Пример1. Ca(HCO 3 ) 2 + 2HBr = CaBr 2 +2H 2 O + 2CO 2

HC+ H + = H 2 O + CO 2

Пример2. 2CrOHSO 4 +H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4 ) 3 + 2H 2 O

CrOH 2+ + H + = Cr 3+ + H 2

Тема:Гидролиз солей

Гидролиз соли - это реакция обмена ионов соли с ионами воды.

При гидролизе смещается равновесие диссоциации воды вслед­ствие связывания одного из ионов в слабый электролит.

При связывании ионов Н + в растворе накапливаются ионы
, реакция среды будет щелочная, а при связывании ионов
накапливаются ионы Н + - среда кислая.

Разберем случаи гидролиза, пользуясь понятиями «слабый» и «сильный» электролит.

I. Соль образована сильным основанием и сильной кислотой (гидролизу не подвергается). При растворении в воде в присутст­вии индикатора лакмуса нитрата калия окраска лакмуса не из­меняется. Уравнение реакции в молекулярной и ионной формах имеет вид:

KNO 3 +H 2 O
KOH+HNO 3

K = +N+HOH
K + +O
+H + +N

Среда нейтральная, так как ионы Н + и ОН" не связываются дру­гими зонами в слабый электролит.

П. Соль образована сильным основанием и слабой кислотой (гидролиз протекает по аниону). Это имеет место при гидролизе соли
. При диссоциации ионы соли
и
взаимодей­ствуют с ионами Н + и
из воды. При этом ацетат-ионы (
) связываются с ионами водорода (Н + ) в молекулы сла­бого электролита - уксусной кислоты (СН 3 СООН) , а ионы
накапливаются в растворе, сообщая ему щелочную реак­цию, так как ионы К + не могут связать ионы
(КОН яв­ляется сильным электролитом).

Уравнения гидролиза соли СН 3 СООК будут иметь следующий вид:

в молекулярной форме

в ионной форме

в сокращенной ионной форме

Соль образована слабым основанием и сильной кислотой (гидролиз протекает по катиону). Это имеет место при гидролизе соли NH 4 C 1 (NH 4 OH - слабое основание, НС1 - сильная кислота), Отбросим ион
, так как он с катионом воды дает сильный элей тролит, тогда в сокращенной ионной форме уравнение гидролиза примет следующий вид:

В молекулярной форме:

Ионы OH - связываются в слабый электролит, а ионы H + накапливаются – среда кислая.

Соль образована основанием и слабой кислотой(гидролиз протекает по катиону аниону). Это имеет место при гидролизе соли CH 3 COONH 4 . Запишем уравнение в ионной форме:

Образуется слабое основание и слабая кислота. Степень диссоциация которых приблизительно одинакова. Поэтому при наличии гидролиза среда будет приблизительно нейтральная.

тема: Неметаллы

Общая характеристика неметаллов. Число неметаллов, известных в природе, по сравнению с металлами относительно невелико. Их размещение в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева показано в таблице 5.

Из таблицы 5 видно, что элементы - неметаллы в основном расположены в правой верхней части периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Так как в периодах постепенно увеличиваются заряды ядер атомов элементов и уменьшаются атомные радиусы, а в главных подгруппах с увеличением порядков номера элемента атомные радиусы резко возрастают, то становиться понятным, почему атомы неметаллов сильнее притягивают внешние электроны по сравнению с атомами металлов. Таким образом, у неметаллов преобладают окислительные свойства, т. е. способность присоединять электроны. Особо ярко эти свойства важны у неметаллов VII и VI групп главных подгрупп 2-го и 3-го периодов. Самый сильный окислитель – фтор. Окислительные способности элементов – неметаллов зависят от численного значения электроотрицательности и увеличиваются в следующем порядке:

Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F

Такая же закономерность в изменении окислительных свойств характерна для соответствующих простых веществ. Ее можно наблюдать в реакциях указанных неметаллов с водородом и металлами. Так, фтор более энергично реагирует с водородом и металлами:

Кислород реагирует менее энергично:

Фор как самый активный неметалл в химических реакциях вообще не проявляет восстановительных свойств, т. е. фтор не способен отдавать электроны.

Кислород же в соединение с фтором (

) проявляет положительную степень окисления, т. е. может быть восстановителем.

Восстановительные свойства, хотя и в значительно более слабой степени по сравнению с металлами, проявляют и все остальные элементы – неметаллы и соответствующие им простые вещества, причем эти свойства постепенно возрастают от кислорода к кремнию:

O, Cl, N, I, S, C, P, H, B, Si

Например, хлор непосредственно с кислородом не соединяется, но косвенным путем можно получить оксид хлора , в которых хлор проявляет положительную степень окисления. Азот, как вам известно (II), при высокой температуре непосредственно соединяется с кислородом и проявляет при этом восстановительные свойства:

Еще энергичнее с кислородом реагирует сера:

причем сера примерно в равной степени проявляет как восстановительные, так и окислительные свойства. Так, при нагревании паров серы с водородом происходит реакция:

Тема:Металлы.

Чистые металлы в твердом состоянии - это кристаллы, в кото­рых частицы вещества расположены в определенном геометричес­ком порядке, образуя кристаллическую решетку, в узлах которой находятся положительно заряженные ионы и нейтральные атомы, а между ними перемещаются свободные электроны.

Атомы в кристаллической решетке металлов расположены очень близко друг к другу и их внешние электроны могут переме­щаться не только вокруг одного атома, а вокруг многих. Таким об­разом, внешние электроны свободно перемещаются по всему метал­лу» образуя так называемый «электронный газ».

Существование свободных электронов в металлах подтвержда­ется тем, что металлы обладают большой электрической проводи­мостью, при нагревании все металлы испускают поток свободных электронов.

Все металлы, за исключением ртути, при обычных условиях, твердые вещества. В компактном состоянии (в виде пластинки, слитка) для металлов характерен металлический блеск из-за отра­жения света от их поверхности. В тонкоизмельченном состоянии металлический блеск сохраняют только магний и алюминий, по­рошки остальных металлов черного или темно-серого цвета.

Большинство металлов имеют белый серебристый цвет, не прозрачны (так как почти все они в одинаковой мере поглощают лучи длинных и коротких волн света). Цезий и золото - желтого цвета, медь - желто-красного.

В технике металлы принято делить на группы:

по цвету - черные (железо, хром, марганец и их сплавы); цветные - все остальные;

по плотности - легкие - плотность меньше 5 г/см 8 (литий, калий, кальций, алюминий и др.); тяжелые - плотность больше 5 г/см 3 (олово, свинец, ртуть, железо и др.). Самым легким металлом является литий (пл. 0,53), самым тяжелым - осмий (пл. 22,5);

по температуре плавления - легкоплавкие - т. пл. 350. °С и ниже (свинец 327 °С, олово 232 °С, натрий 98 °С, калий 63 °С, цезий 28 °С и др.); тугоплавкие - т. пл. выше 350 °С (железо 1539 °С, хром 1875 °С). Самый тугоплавкий металл вольфрам, т. пл. 3380 °С. 4

Важными физическими свойствами металлов являются электрическая проводимость и теплопроводность, которые обусловлены наличием во всех металлах свободных электронов.

Наибольшую электрическую проводимость имеет серебро, затем медь, золото, хром, алюминий, магний.

Из механических свойств для металлов характерны пла­стичность, ковкость, тягучесть:

пластичность - это свойство металлов деформироваться без трещин, под действием определенной нагрузки;

ковкость - это свойство металлов деформироваться без трещин под влиянием сжатия при температуре ниже температуры плавле­ния металла;

тягучесть -способность металлов вытягиваться в нить.

Металлы с малой тягучестью хрупки, а металлы с большой тягу­честью устойчивы на разрыв.

Наибольшей пластичностью, ковкостью и тягучестью обладает золото: из него можно изготовить пластинки толщиной 0,003 мм и вытягивать в проволоку, невидимую невооруженным глазом. В наи­меньшей степени этими качествами обладают висмут и марганец.

Общим, присущим исключительно металлам, химическим свой­ством является способность только отдавать электроны, превра­щаясь в свободные, положительно заряженные ионы:

Способность отдавать электроны выражена у металлов по-раз­ному. Мерой прочности связи электронов в атомах является энергия ионизации. Наименьшей энергией ионизации обладают щелочные металлы, поэтому они являются энергичными восстановителями.

Восстановительными свойствами металлов обусловлена их спо­собность вступать в реакции с различными окислителями: неметал­лами, кислотами, солями менее активных металлов.

Названия всех соединений металлов с неметаллами оканчивают­ся на -ид (оксид, хлорид, нитрид, сульфид и т. д.).

1. Металлы взаимодействуют с неметаллами:

а) большинство металлов хорошо реагируют с кислородом, да­вая оксиды:

б) легко соединяются с галогенами, образуя галогениды:

2 Fe + 3 Cl 2 = 2 FeCl 3

в) с азотом металлы образуют нитриды:

г) при определенных условиях металлы взаимодействуют с се­рой, образуя сульфиды:

д) с водородом взаимодействуют непосредственно только щелоч­ные и щелочно-земельные металлы, образуя гидриды:

П

о степени легкости отдачи электронов в растворах металлы располагают в ряд (ряд стандартных электродных потенциалов)

2.Вещество, которое в водном растворе не диссоциирует на ионы: H 2SO4 2) Mg(OH)2 3) FeCl3 4) NaOH.

Картинка 2 из презентации «Химические свойства оснований» к урокам химии на тему «Классы неорганических соединений»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать картинку для урока химии, щёлкните по изображению правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как...». Для показа картинок на уроке Вы также можете бесплатно скачать презентацию «Химические свойства оснований.ppt» целиком со всеми картинками в zip-архиве. Размер архива - 128 КБ.

Скачать презентацию

Классы неорганических соединений

«Химические свойства оснований» - Лабораторный опыт. Вещество, которое в водном растворе не диссоциирует на ионы. Сложные неорганические соединения. Применение оснований. Щёлочи. Реакция нейтрализации. Вещество. Взаимодействие нерастворимых оснований с кислотами. Взаимодействие оснований с кислотными оксидами. Установите соответствие.

«Важнейшие классы неорганических соединений» - Водород. Трудности. Уравнения реакции. Прогресс. Результаты. Формулы. Основные классы неорганических соединений. Основание. Группы атомов. Найдите потерявшихся родственников. Масса полученной соли. Степень окисления. Свойства оснований. Урок. Найдите лишнее в каждом ряду. Кислород. Кислота. Металл. Кварцевый песок.

«Классы неорганических соединений» - Кислоты. 1.Назовите известные вам классы неорганических соединений. Осуществите превращения. Основания. Соли. Классы неорганических веществ. Генетическая связь между неорганическими соединениями. Оксиды.

«Основания» - Основания (по составу). Генетическая связь. Задания. Классификация. Основания. Нерастворимые основания (расставьте коэффициенты). Получение 1) щелочь + соль NaOH+CuSO4 ? Cu(OH)2+Na2SO4. Основные оксиды. Осуществить превращения: CaO ? Ca(OH)2 ? CaCI2. Классификация оснований. Содержание. Получение 1) щелочь + соль NaOH+ZnSO4? Zn(OH)2+Na2SO4.

«Основания, соли, кислоты, оксиды» - Наиболее сильные основные свойства. Кислоты. Кислотные свойства. Оксиды, основания, кислоты и соли. Выберите из перечня веществ кислоту. Соль. Основания. Выберите из перечня веществ соль. Классификация оксидов. Химические свойства – сводная таблица. Генетическая связь неорганических веществ. Основные оксиды.

«Основные классы неорганических соединений» - Укажите какие из перечисленных реакций относятся к реакциям нейтрализации? Кислотные оксиды реагируют: Тяжело в учении, легко в бою!!! Путешествие на подводной лодке «Генезис". Работа боцмана. Основайские острова. Соляндия. Химический диктант. 1. С основными оксидами 2. С основаниями 3. С водой 4. С солями.

Всего в теме 12 презентаций