Электролитическая диссоциация

Тема урока: «Электролитическая диссоциация»

Тип урока: Изучение нового материала.

Вид занятия: Комбинированный урок.

Цель урока: Сформировать представления о физико-химических процессах, протекающих в растворах.

Задачи урока:

1. Рассмотреть различия между веществами-электролитами и неэлектролитами.

2. Дать определение понятию «электролитическая диссоциация».

3. Рассмотреть механизм процесса диссоциации.

4. Научиться записывать уравнения диссоциации солей, кислот и оснований

5. Развивать мышление, умение делать логические выводы.

Оборудование:

Таблица растворимости солей, кислот и оснований. Компьютер (с колонками), проектор, диск с презентацией.

Распечатанные кроссворды для каждого ученика.

Литература и средства обучения:

1. Габриелян О.С. Химия. 8 класс. — М.: Дрофа, 2010.

2. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. — М.: Экзамен, 2001.

3. Диск «Электронные уроки и тесты. Химия в школе. Соли».

4. Энциклопедия для детей Аванта+: Химия / ред. Коллегия: М. Аксенова, И. Леенсон, С. Мартынова и др. – М.: Мир энциклопедий Аванта+, Астрель, 2010.

План урока

1. Вводное слово учителя о цели и задачах урока.

2. Повторение опорных знаний о растворимости и растворах веществ.

3. Изучение нового материала:

• постановка проблемного вопроса;

• устная и письменная работа;

1. Закрепление материала.

Ход урока.

1-й этап урока

Вводное слово учителя о цели и задачах урока

Учитель: Сегодня мы продолжаем знакомиться с растворами веществ и о происходящих в них процессах. (Слайд 1)

Цель нашего урока: (Слайд 2)

• Познакомиться с процессами, происходящими в растворах.

Задачи урока: (Слайд 3)

• Рассмотреть различия между веществами-электролитами и неэлектролитами

• Дать определение понятию «электролитическая диссоциация»

• Рассмотреть механизм процесса диссоциации

• Научиться записывать уравнения диссоциации солей, кислот и оснований

2-й этап урока

подготовка к изучению нового материала, актуализация знаний

Учитель: На предыдущем уроке мы изучили процесс растворимости веществ, говорили о том, что такое раствор и узнали виды растворов. Я надеюсь, что вы хорошо усвоили это и без труда решите следующий кроссворд. (Слайд 4)

До начала урока на столы учащихся раскладываются заранее распечатанные кроссворды.

Правильность выполнения задания проверяется с помощью презентации (Слайд 5). Происходит взаимопроверка в парах.

3-й этап урока

Изучение нового материала

Учитель: Различные физико-химические исследования (температуры замерзания, осмотического давления и т.п.) дали химикам много ценной информации о растворах. Однако в ряде случаев получались странные результаты (Слайд 6), которые не укладывались ни в какие теории. Выходило, например, что в разбавленных растворах поваренной соли число «молекул» вдвое больше, чем вычисленное по формуле NaCl, в растворах CaCl₂ – втрое больше и т.д.

Как вы знаете из уроков физики, растворы одних веществ способны проводить электрический ток, а других – нет. Чтобы опытным путем проверить эту способность у растворов различных веществ, используют следующий прибор (Слайд 7). Он состоит из стакана, в который наливают раствор исследуемого вещества. В стакан опускают электроды, к клеммам которых присоединены провода. Один из них соединен с лампочкой, другой – с источником тока. Если раствор, налитый в стакан, проводит ток, то лампочка загорается (Слайд 8).

Запишите определения (Слайд 9):

• Вещества, растворы которых проводят электрический ток, называются электролитами.

• Вещества, растворы которых не проводят электрический ток, называются неэлектролитами.

Давайте попробуем разобраться, что же происходит в растворах с веществами, почему получаются такие результаты.

В 1887 г. шведский ученый Сванте Аррениус (Слайд 10), изучая электропроводность растворов различных веществ, высказал предположение, что некоторые вещества в растворах находятся в виде ионов (на слайде ссылка на определение понятия «ионы»). Эта гипотеза объясняла, почему растворы определенных веществ проводят ток, а также увеличение числа частиц в растворе.

Процесс распада электролита на ионы в растворе он называл электролитической диссоциацией (ЭД) (Слайд 11).

Также Аррениус выявил, какие вещества будут являться электролитами, а какие – нет. Оказалось, все зависит от типа связи в соединении (Слайд 12). Электролитами будут являть вещества с ионной и сильнополярной ковалентной связью, неэлектролитами – соединения с ковалентной неполярной и слабополярной связью.

Теперь давайте рассмотрим механизм ЭД.

Аррениус не учитывал взаимодействия электролита с водой и считал, что растворяясь в воде, соединение распадается на ионы за счет разрыва химической связи (Слайд 13). При этом образуются положительные и отрицательные ионы. Положительные называются катионами, отрицательные – анионами (Слайд 14).

К числу самых непримиримых противников теории Аррениуса принадлежал Д.И. Менделеев, создавший химическую теорию растворов. В 1889 г. он опубликовал в «Журнале Русского физико-химического общества» «Заметку о диссоциации растворенных веществ» (Слайд 15), в которой поставил под сомнение сам факт существования ионов в растворах электролитов. «Сохраняя все то, что приобретено в отношении к пониманию растворов, мне кажется, можно оставить в стороне гипотезу об особом виде диссоциации – на ионы, совершающейся с электролитами при образовании слабых растворов».

Итак, давайте сравним точки зрения этих великих ученых на процессы, происходящие при растворении веществ (Слайд 16).

Но, как известно, в споре рождается истина. Было установлено, что и растворение, и диссоциация – процессы физико-химические.

Русские химики И.А. Каблуков и В.А. Кистяковский (Слайд 17) объединили химическую теорию растворов Д.И. Менделеева и теорию ЭД С. Аррениуса. Они предположили, что при растворении электролита происходит химическое взаимодействие растворенного вещества с водой, которое приводит к образованию гидратов, а затем они диссоциируют на ионы. В растворах находятся не свободные, а гидратированные ионы.

Посмотрим, как это происходит.

В молекулах воды атомы водорода расположены под углом, из-за чего молекула имеет угловую форму (Слайд 18). Кислород заряжен отрицательно, водород – положительно. Таким образом, в молекуле образуются два полюса: «+» и «–». Такие молекулы называют диполями.

Давайте рассмотрим механизм диссоциации ионного соединения на примере хлорида натрия (Слайд 19).

Если соединение образовано ионной связью, то оно уже состоит из готовых ионов. При их растворении диполи воды ориентируются противоположно заряженными концами вокруг положительных и отрицательных ионов электролита. Между ионами электролита и диполями воды возникают силы взаимного притяжения. В результате связь между ионами ослабевает, и происходит переход ионов из кристалла в раствор.

Происходящий процесс можно отразить с помощью уравнения:

NaCl D Na⁺ + Cl^-

Теперь посмотрим, что происходит с соединениями с ковалентной полярной связью на примере молекулы хлороводорода (Слайд 20).

Диполи воды ориентируются вокруг полюсов молекулы электролита. Под их влиянием происходит превращение ковалентной полярной связи в ионную, а далее – распад молекулы на гидратированные ионы. Уравнение процесса:

HCl D H⁺ + Cl^-

Следует также учитывать, что в растворах электролитов образовавшиеся гидратированные ионы движутся хаотично и могут сталкиваться и вновь объединяться между собой. Этот процесс называется ассоциацией (Слайд 21).

Поэтому в растворе одновременно могут присутствовать и ионы, и молекулы, а растворы электролита характеризуются степенью диссоциации (Слайд 22).

В зависимости от степени ЭД электролиты делят на сильные и слабые (Слайд 23).

Сильными электролитами являются растворимые соли, сильные кислоты и щелочи, слабыми – слабые кислоты, водный раствор аммиака, вода.

Давайте посмотрим, каким образом будут записываться равнения диссоциации.

1. Диссоциация кислот (Слайд 24):

HCl = H⁺ + Cl^-

H₂SO₄ = 2H⁺ + SO₄^2-

Получается, что какая бы кислота ни была, она всегда будет давать при ЭД катионы водорода и анионы кислотного остатка. Тогда мы можем дать следующее определение кислот:

Кислотами называют электролиты, которые при диссоциации образуют катионы водорода и анионы кислотного остатка.

2. Диссоциация оснований (Слайд 25):

NaOH = Na⁺ + OH^-

Ca(OH)₂ = Ca²⁺ + 2OH^-

Исходя из полученных уравнений попробуйте сами дать определение для оснований.

Основаниями называют электролиты, которые при диссоциации образуют катионы металла и гидроксид-анионы.

3. Диссоциация солей (Слайд 26):

КBr = K⁺ + Br^-

Na₂SO₄ = 2Na⁺ + SO₄^2-

Какие соединения мы будем называть солями?

Солями называют электролиты, которые при диссоциации образуют катионы металла и анионы кислотного остатка.

Хотелось бы обратить ваше внимание на некоторые моменты, которые вы должны помнить при составлении уравнений ЭД:

1) При написании уравнений диссоциации сумма положительных и отрицательных зарядов в правой части уравнения должна быть равна нулю;

2) ЭД происходит в растворе, значит, уравнения диссоциации мы можем записывать только для веществ, растворимых в воде.

4-й этап урока

Закрепление материала

А теперь давайте посмотрим, как вы усвоили данную тему. Выполним следующие упражнения (Слайд 27).

Упражнение 1 (ссылка на Слайд 28)

Разделите приведенные вещества на электролиты и неэлектролиты.

Сначала учащиеся самостоятельно выполняют упражнение в тетради, отдельные ученики комментируют выполнение, а затем правильность выполнения проверяется при помощи анимации слайда.

(После выполнения упражнения возвращаемся на Слайд 28 по ссылке)

Упражнение 2 (ссылка на Слайд 29)

Запишите уравнения ЭД веществ в растворе:

1. Карбонат натрия

2. Сульфат алюминия

3. Гидроксид меди (II)

4. Хлорид железа (III)

5. Фосфорная кислота

6. Нитрат магния

Обучающиеся выполняют упражнение у доски.

Упражнение 3 (ссылка на Слайд 30)

Выпишите отдельно формулы кислот, солей и оснований. Запишите уравнения их ЭД.

H₂S, K₂SO₄, KOH, K₂CO₃, Pb(NO₃)₂, H₂SO₃, Sr(OH)₂, HBr, H₂CO₃, MgCl₂, Cu(NO₃)₂, Ca(OH)₂, Al(NO₃)₃, Na₃PO₄, LiOH, Fe₂(SO₄)₃

Обучающиеся выполняют упражнение у доски.

Проверка этой работы покажет качество усвоения изученного материала, позволит на следующем уроке откорректировать моменты непонимания, осуществить дифференцированную помощь учащимся.

Домашнее задание

1. Стр. 145 -149

2. Подготовить сообщения о В.А. Кистяковском, И.А. Коблукове, С. Аррениусе

Кроссворд

1. Способность одного вещества образовывать однородную гомогенную смесь с другим веществом.

2. Раствор, в котором при данной температуре вещество больше не растворяется.

3. Все соли этого металла растворимы.

4. Непрочные соединения, существующие в растворе.

5. Нерастворимая кислота.

6. Соль, в состав которой входит вода.

7. Теория растворов, утверждающая, что растворение – это результат диффузии.

8. Любое растворимое основание.

9. Один из сторонников физической теории растворов.

*Решив кроссворд, вы получите фамилию великого русского химика, автора химической теории растворов.