15.Растворы электролитов. Катионы анионы.

Электроли́т — вещество, которое проводит электрический ток вследствие диссоциации на ионы, что происходит врастворах и расплавах, или движения ионов в кристаллических решётках твёрдых электролитов. Примерами электролитов могут служить водные растворы кислот, солей и оснований и некоторые кристаллы (например, иодид серебра, диоксид циркония). Электролиты — проводники второго рода, вещества, электропроводность которых обусловлена подвижностью ионов.

Исходя из степени диссоциации все электролиты делятся на две группы

Сильные электролиты — электролиты, степень диссоциации которых в растворах равна единице (то есть диссоциируют полностью) и не зависит от концентрации раствора. Сюда относятся подавляющее большинство солей, щелочей, а также некоторые кислоты (сильные кислоты, такие как: HCl, HBr, HI, HNO_3, H₂SO₄ ).

Слабые электролиты — степень диссоциации меньше единицы (то есть диссоциируют не полностью) и уменьшается с ростом концентрации. К ним относятводу, ряд кислот (слабые кислоты, такие как HF), основанияp-, d-, и f-элементов.

Между этими двумя группами чёткой границы нет, одно и то же вещество может в одном растворителе проявлять свойства сильного электролита, а в другом — слабого.

Изотонический коэффициент (также фактор Вант-Гоффа; обозначается i) — безразмерный параметр, характеризующий поведение вещества в растворе. Он численно равен отношению значения некоторого коллигативного свойства раствора данного вещества и значения того же коллигативного свойства неэлектролита той же концентрации при неизменных прочих параметрах системы.

.

Основные положения теории электролитической диссоциации

1. Электролиты при растворении в воде распадаются (диссоциируют) на ионы – положительные и отрицательные.

2. Под действием электрического тока ионы приобретают направленное движение: положительно заряженные частицы движутся к катоду, отрицательно заряженные – к аноду. Поэтому положительно заряженные частицы называются катионами, а отрицательно заряженные – анионами.

3. Направленное движение происходит в результате притяжения их противоположно заряженными электродами (катод заряжен отрицательно, а анод – положительно).

4. Ионизация – обратимый процесс: параллельно с распадом молекул на ионы (диссоциация) протекает процесс соединения ионов в молекулы (ассоциация).

Основываясь на теории электролитической диссоциации, можно дать следующие определения для основных классов соединений:

Кислотами называются электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только ионы водорода. Например,

HCl → H⁺ + Cl^-; CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^-.

Основность кислоты определяется числом катионов водорода, которые образуются при диссоциации. Так, HCl, HNO₃ – одноосновные кислоты, H₂SO₄, H₂CO₃ – двухосновные, H₃PO₄, H₃AsO₄ – трехосновные.

Основаниями называют электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы. Например,

KOH → K⁺ + OH^-, NH₄OH NH₄⁺ + OH^-.

Растворимые в воде основания называются щелочами.

Кислотность основания определяется числом его гидроксильных групп. Например, KOH, NaOH – однокислотные основания, Ca(OH)₂ – двухкислотное, Sn(OH)₄ – четырехкислотное и т.д.

Солями называют электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов (а также ион NH₄⁺) и анионы кислотных остатков. Например,

CaCl₂→ Ca²⁺ + 2Cl^-, NaF → Na⁺ + F^-.

Электролиты, при диссоциации которых одновременно, в зависимости от условий, могут образовываться и катионы водорода, и анионы – гидроксид-ионы называются амфотерными. Например,

H₂O H⁺ + OH^-, Zn(OH)₂ Zn²⁺ + 2OH^-, Zn(OH)₂ 2H⁺ + ZnO₂^2- или Zn(OH)₂ + 2H₂O [Zn(OH)₄]^2- + 2H⁺.

,

Катио́н — положительно заряженный ион. Характеризуется величиной положительного электрического заряда: например, NH₄⁺ — однозарядный катион, Ca²⁺

— двузарядный катион. В электрическом поле катионы перемещаются к отрицательному электроду — катод

Происходит от греческого καθιών «нисходящий, идущий вниз». Термин введен Майклом Фарадеем в 1834 году.

Анио́н — атом, или молекула, электрический заряд которой отрицателен, что обусловлено избытком электронов по сравнению с количеством положительныхэлементарных зарядов. Таким образом, анион — отрицательно заряженный ион. Заряд аниона дискретен и выражается в единицах элементарного отрицательного электрического заряда; например, Cl⁻ — однозарядный анион, а остаток серной кислоты SO₄²⁻ — двузарядный анион. Анионы имеются в растворах большинствасолей, кислот и оснований, в газах, например, H⁻, а также в кристаллических решётках соединений с ионной связью, например, в кристаллах поваренной соли, вионных жидкостях и в расплавах многих неорганических веществ.