Электролитической диссоциации примеры: Электролитическая диссоциация молекул в химии – степень, примеры (8 класс)

Содержание

Электролитическая диссоциация кислот, солей, оснований

Электролитическая диссоциация — распад электролитов на ионы при растворении в воде или расплавлении. Этот процесс изображают с помощью уравнений диссоциации:

NaCl = Na+ + Cl

HCl = H+ + Cl

Na2SO4 = 2Na+ + SO42−

Если через раствор или расплав электролита пропускать электрический ток, то положительные ионы будут двигаться к отрицательному электроду — катоду. Положительные ионы получили название катионы.

Отрицательные ионы будут двигаться к положительному электроду — аноду, и называются анионами.

Следовательно, при диссоциации солей образуются катионы металла и анионы кислотного остатка (в состав солей могут входить и другие ионы). При диссоциации кислот образуются в качестве катионов ионы водорода, и анионы кислотных остатков.

Механизм диссоциации электролитов при растворении в воде:

Многие соли

 — вещества с ионной связью, состоят из положительных и отрицательных ионов, связанных за счет притягивания противоположных зарядов. При растворении в воде происходит гидратация ионов — взаимодействие ионов с полярными молекулами воды. Это уменьшает притяжение между ионами соли и делает возможным переход гидратированных, т. е. связанных с молекулами воды, ионов в раствор (этому способствует тепловое движение частиц).

При выпаривании соли из раствора часть воды может оставаться в составе получаемых кристаллов — кристаллизационная вода. Например, сульфат меди (II) при выпаривании из раствора образует медный купорос (синего цвета), содержащий 5 моль воды на 1 моль соли. Формула медного купороса записывается как CuSO4•5H2O — точка обозначает связь между молекулами воды и ионами в составе сульфата меди(II).

При длительном нагревании медного купороса кристаллизационная вода улетучивается и соль приобретает белый цвет. Синий цвет растворов, содержащих  ионы меди (II), свидетельствует о том, что в растворе находятся гидратированные ионы.

У оснований механизм диссоциации такой же, как и у солей. Растворимые основания — щелочи, — диссоциируют с образованием катиона металла и гидроксид-ионов:

NaOH = Na+ + OH

Кислоты содержат ковалентные полярные связи. Так, молекула хлороводорода поляризована:

Hδ+Clδ−

(δ+ и δ− означают частичные заряды, меньше единицы). При растворении в воде в результате гидратации поляризация молекулы усиливается и происходит разрыв связи между водородом и кислотным остатком с образованием положительного иона водорода и отрицательного иона кислотного остатка.

Ионом водорода называют именно гидратированный протон и обозначают H3O+, но для простоты записывают H+

Согласно экспериментальным данным, в растворах не обнаружены частицы H3O+

. Анализ показывает наличие катионов, включающих две молекулы воды: H5O2+

Основатель теории диссоциации электролитов в растворах — шведский ученый Сванте Аррениус. Гидратная теория растворов разработана Д. И. Менделеевым

При расплавлении электролитов разрыв связей с образованием ионов происходит за счет увеличения энергии частиц при нагревании.

автор: Владимир Соколов

Электролитическая диссоциация — задачи с решением и примерами

Электролитическая диссоциация

Задача 53

Указать электролиты среди следующих веществ:

Решение:

К электролитам относятся основания, кислоты и соли. Среди вышеперечисленных веществ электролитами являются: КОН — основание, — кислоты и NaCl — соль.

Задача 54

Среди следующих электролитов указать сильные и слабые электролиты: Написать уравнения электролитической диссоциации.

Решение:

При написании уравнений электролитической диссоциации пользуются следующими правилами:

1. Для сильных электролитов условно пишем одну стрелку .

Например: .

2. Для слабых и средних электролитов пишем две стрелки в обратных направлениях . Диссоциация этих электролитов протекает ступенчато.

Например:

Диссоциация кислых и основных солей происходит следующим образом:

Задача 55

Написать математическое выражение констант диссоциации следующих веществ:

Решение: .

Диссоциация протекает ступенчато. Для каждой ступени запишем выражение константы диссоциации:

Для суммарного уравнения диссоциации слабого электролита выражение константы диссоциации будет следующим:

Задача 56

Какова концентрация ионов в 0,1 М растворе , если степень диссоциации 0,65 (65 %)?

Решение:

Степень диссоциации определяется по формуле

где С — молярная концентрация растворенных молекул,

отсюда

Концентрация ионов определяется по формуле

где n — число ионов, образующихся из 1 молекулы. Таким образом,

Задача 57

Рассчитать концентрацию раствора зная, что степень диссоциации равна 0,60, а концентрация ионов равна 0,16 моль/л.

Решение:

Воспользуемся формулой

Отсюда

Раствор

Задача 58

В каком из растворов концентрация ионов водорода выше: 0,001 М раствор , 1 М раствор ?

Решение:

Для сильных электролитов расчет концентрации ионов производят по степени диссоциации. В справочнике по химии находим степень диссоциации 0,001 М раствора :

Для слабых электролитов расчет концентрации ионов производят по константе диссоциации.

В справочнике по химии находим константу диссоциации уксусной кислоты:

Так как (молекула дает равное количество ионов), то

где [] — равновесная концентрация непродиссоциированных молекул.

Но так как константа диссоциации — очень малая величина, то концентрацией продиссоциированных молекул можно пренебречь и принять концентрацию непродиссоциированных молекул равной концентрации растворенного вещества, т.е. концентрации молекул, внесенных в раствор.

Из предыдущей формулы находим:

Таким образом, в данном растворе уксусной кислоты, несмотря на то, что она слабая, концентрация ионов выше, чем в данном растворе .

Задача 59

Рассчитать концентрацию ионов в 0,4 М растворе .

Решение:

Диссоциация происходит в два этапа:

Концентрация ионов водорода, создаваемая по первой стадии диссоциации, во много раз выше концентрации ионов, создаваемой по второй стадии, так как по первой стадии диссоциация намного интенсивнее, чем по второй (см. величины констант диссоциации). По этой причине расчет концентрации ионов производят по константе диссоциации первой стадии:

Если пренебречь тем фактом, что незначительная часть ионов диссоциирует по второй стадии, в результате чего концентрация ионов незначительно уменьшается, а концентрация ионов незначительно увеличивается, т.е. , то можно записать:

Отсюда

Задача 60

Рассчитать константу диссоциации HCN, зная степень ее диссоциации, равную 0,00007 в 0,1 М растворе.

Решение:

Согласно уравнению находим значение константы диссоциации:

Задача 61

Во сколько раз уменьшится концентрация ионов водорода, если добавить 41 г ацетата натрия в 1 л 0,1 М раствора уксусной кислоты (увеличением объема раствора при добавлении ацетата натрия можно пренебречь) ?

Решение:

Выражение константы электролитической диссоциации уксусной кислоты —

Находим в справочнике значение константы диссоциации уксусной кислоты:

Прежде всего, вычисляем концентрацию ионов водорода в исходном растворе уксусной кислоты.

Так как , имеем:

отсюда

Когда растворяют ацетат натрия, концентрация ионов значительно увеличивается, так как ацетат натрия является сильным электролитом:

Молярная концентрация ацетата натрия, в предположении, что объем раствора остается равным 1 л, будет следующей:

В справочнике находим степень электролитической диссоциации 0,5 М раствора ацетата натрия:

Определяем концентрацию ионов , полученных в результате

диссоциации ацетата натрия:

Концентрация ионов в исходном растворе уксусной кислоты моль/л, намного меньше, чем концентрация ионов , полученных при диссоциации ацетата натрия, поэтому ею можно пренебречь. В выражение константы диссоциации уксусной кислоты подставляем величину концентрации ионов , равную 0,4 моль/л.

Находим концентрацию ионов водорода для вновь установившегося равновесия:

Таким образом, после добавления в раствор уксусной кислоты ацетата натрия концентрация ионов водорода становится равной моль/л, а значит, она уменьшается в

Задача 62

Написать молекулярные и ионные уравнения следующих ионообменных реакций:

Решение:

Вначале записывается уравнение реакции в молекулярном виде.

Для написания уравнения ионообменной реакции в ионном виде малодиссоциируемые молекулы или ионы, а также молекулы нерастворимых в воде и газообразных веществ записывают как единое целое, тогда как молекулы сильных электролитов записывают в виде ионов, из которых они состоят. Записанное в таком виде уравнение ионообменной реакции представляет собой полное ионное уравнение.

Исключив из этого уравнения ионы, не участвующие в самом ионообменном процессе, получают краткое ионное уравнение ионообменной реакции.

Краткое ионное уравнение ионообменной реакции является выражением реального процесса, происходящего в растворе.

Задача 63

Рассчитать энтальпию растворения электролита , если энтальпия кристаллической решетки равна =468 ккал/моль, а энтальпии гидратации ионов равны:

Решение:

Определяем энтальпию гидратации :

Определяем энтальпию растворения :

Эти задачи взяты со страницы решения задач по неорганической химии:

Задачи с решением по неорганической химии

Возможно эти страницы вам будут полезны:

15. Электролитическая диссоциация. Приведите примеры диссоциации кислот,оснований, солей.

Уявіть ситуацію : ви зайшли в лабораторію і побачили, що бензен у склянці перебуває у твердому стані. Про що це свідчить?ДОПОМОЖІТЬ БУДЬ ЛАСКА!!​

З наведеного переліку речовин випишіть формули тих, які є електролітами: а) NaI; б) О2; в) CaCl2; г) h3SO4; д) h3O. 2. Які з наведених кислот будуть … дисоціювати ступінчасто: а) HCl; б) h3SO4; в) HNO3; г) h4PO4. 3. З переліку іонів виберіть катіон: а) Cl- б) Na+ в) KHCO3- г) K+ д) Al3+ 4. Користуючись таблицею розчинності, навести по три приклади розчинних, нерозчинних та малорозчинних речовин та назвати їх. 5. Виберіть пару іонів, яка бере участь у хімічній реакції між хлоридною кислотою на натрій гідроксидом: а) K+ і ; б) Н+ і ; в) Н+ і . 6. За яких умов відбуваються реакції іонного обміну в розчині. Наведіть по одному прикладу для кожного випадку. 7. За скороченими йонними рівняннями скласти повні іонні рівняння: а) Н+ + ОН- → Н2О, б) Н+ + СО3 2- → СО2 ↑ + Н2О, в) Ag+ +Cl- → AgCl, г) Al3+ + 3OH- → Al(OH)3. 8. Виберіть з-поміж наведених значень ступінь дисоціації кислоти з кожних 200 молекул якої 40 розпалось на йони: а) 0,2; б) 20; в) 0,02; г) 2. 9. За таблицею розчинності запропонувати реактиви для виявлення таких іонів: а) Cl- б) SO4 2- в) Ag+ 10. З поданого переліку випишіть формули солей, що взаємодіють з хлоридною кислотою. Складіть молекулярні та іонно-молекулярні рівняння реакції. KBr, AgNO3, CaCO3, MgSO4, NaNO3, K2CO3. 11. Наведіть по одному рівнянню реакції, що відповідає кожній схемі перетворень. Складіть іонно-молекулярні рівняння: а) сіль + сіль → сіль ↓ + сіль б) кислота + луг → сіль + вода в) сильна кислота + слабка основа → сіль + вода 12. У 100 г води за 20°С розчинили кухонну сіль масою 32 г. Чи буде такий розчин: а) насиченим, б) концентрованим? Провести відповідні розрахунки.

Напишіть формулу електронної оболонки графічну та електронну для елемента номер 13

Тест по химии,помогите прошу

Поясніть як змінюються властивості елементів S-Ar

З наведеного переліку речовин випишіть формули тих, які є електролітами: а) NaI; б) О2; в) CaCl2; г) h3SO4; д) h3O.2. Які з наведених кислот будуть ди … соціювати ступінчасто:а) HCl; б) h3SO4; в) HNO3; г) h4PO4.3. З переліку іонів виберіть катіон:а) Cl-б) Na+в) KHCO3- г) K+ д) Al3+4. Користуючись таблицею розчинності, навести по три приклади розчинних, нерозчинних та малорозчинних речовин та назвати їх.5. Виберіть пару іонів, яка бере участь у хімічній реакції між хлоридною кислотою на натрій гідроксидом:а) K+ і ; б) Н+ і ; в) Н+ і .6. За яких умов відбуваються реакції іонного обміну в розчині. Наведіть по одному прикладу для кожного випадку. 7. За скороченими йонними рівняннями скласти повні іонні рівняння:а) Н+ + ОН- → Н2О, б) Н+ + СО32- → СО2 ↑ + Н2О, в) Ag+ +Cl- → AgCl, г) Al3+ + 3OH- → Al(OH)3.8. Виберіть з-поміж наведених значень ступінь дисоціації кислоти з кожних 200 молекул якої 40 розпалось на йони: а) 0,2; б) 20; в) 0,02; г) 2.9. За таблицею розчинності запропонувати реактиви для виявлення таких іонів: а) Cl- б) SO42- в) Ag+ 10. З поданого переліку випишіть формули солей, що взаємодіють з хлоридною кислотою. Складіть молекулярні та іонно-молекулярні рівняння реакції.KBr, AgNO3, CaCO3, MgSO4, NaNO3, K2CO3.11. Наведіть по одному рівнянню реакції, що відповідає кожній схемі перетворень. Складіть іонно-молекулярні рівняння:а) сіль + сіль → сіль ↓ + сіль б) кислота + луг → сіль + вода в) сильна кислота + слабка основа → сіль + вода 12. У 100 г води за 20°С розчинили кухонну сіль масою 32 г. Чи буде такий розчин: а) насиченим, б) концентрованим? Провести відповідні розрахунки.

укажіть речовину що не взаємодіє з бензеном 1.) Н2 2.) НСІ 3.)СІ2 4.)НNO3

III. РЕАКЦІЇ ОБМІНУ МІЖ ЕЛЕКТРОЛІТАМИ У ВОДНИХ РОЗЧИНАХ, ЩО СУПРОВОДЖУЮТЬСЯ ВИПАДАННЯМ ОСАДУ. У пробірку налийте приблизно 1 мл розчину ферум(III) хло … риду (FeCl3) й додайте такий самий об’єм розчину натрій гідроксиду (NaOH). Що спостерігаєте? Складіть молекулярне, повне йонно-молекулярне та скорочене йонно-молекулярне рівняння. очень срочно

Из предложенного перечня внешних воздействий выберите все воздействия, которые приводят к уменьшению скорости реакции этилена с водородом. 1) понижени … е температуры 2) увеличение концентрации этилена 3) использование катализатора 4) уменьшение концентрации водорода 5) повышение давления в системе

III. РЕАКЦІЇ ОБМІНУ МІЖ ЕЛЕКТРОЛІТАМИ У ВОДНИХ РОЗЧИНАХ, ЩО СУПРОВОДЖУЮТЬСЯ УТВОРЕННЯМ ВОДИ У пробірку налийте приблизно 1 мл розчину хлоридної кислот … и (HCl), додайте кілька крапель фенолфталеїну. Що спостерігаєте? Потім краплинами додавайте розчин натрій гідроксиду (NaOH), періодично струшуючи пробірку. Що спостерігаєте? Складіть молекулярне, повне йонно-молекулярне та скорочене йонно-молекулярне рівняння. ТОЖЕ ОСЕНЬ СРОЧНО

Электролитическая диссоциация — HimHelp.ru

Электролиты и неэлектролиты

Хорошо известно, что одни вещества в растворенном или расплав­ленном состоянии проводят электрический ток, другие в тех же усло­виях ток не проводят. Это можно наблюдать с помощью простого прибора . Он состоит из угольных стержней (электродов), присоединенных проводами к электриче­ской сети. В цепь включена электрическая лампочка, которая показывает присутствие или отсутствие тока в цепи. Если опустить электроды в раствор саха­ра, то лампочка не загорается. Но она ярко загорится, если их опустить в раст­вор хлорида натрия. Вещества, распадающиеся на ионы в растворах или расплавах и потому проводящие электрический ток, называются электролитами. Вещества, которые в тех же условиях на ионы не распадаются и электрический ток не проводят, называются неэлектролитами.   К электролитам относятся кислоты, основания и почти все соли, к неэлектролитам — большинство органических соединений,…

Теория электролитической диссоциации

Для объяснения особенностей водных растворов электролитов шведским ученым С.Аррениусом в 1887 г. была предложена теория электролитической диссоциации. В дальнейшем она была развита многими учеными на основе учения о строении атомов и химической связи. Современное содержание этой теории можно свести к следующим трем положениям: 1. Электролиты при растворении в воде распадаются (диссоциируют) на ионы — положительные и отрицательные. Ионы находятся в более устойчивых электронных состояниях, чем атомы. Они могут состоять из одного атома — это простые ионы (Na+, Mg2+, Аl3+ и т.д.) — или из нескольких атомов — это сложные ионы (NО3—, SO2-4, РОЗ-4и т.д.). 2.  Под действием  электрического  тока ионы  приобретают  направленное движение: положительно заряженные ионы движутся к катоду, отрицатель­но заряженные — к аноду. Поэтому первые называются катионами, вторые — анионами. Направленное движение ионов происходит в результате притяжения их противоположно заряженными электродами. 3. Диссоциация — обратимый процесс: параллельно с распадом молекул на ионы (диссоциация) протекает процесс соединения ионов (ассоциация). Поэтому в уравнениях электролитической диссоциации вместо знака равенства ставят знак обратимости. Например,…

Механизм диссоциации

Существенным является вопрос о механизме электролити­ческой диссоциации. Легче всего диссоциируют вещества с ионной связью. Как известно, эти вещества состоят из ионов. При их растворении диполи воды ориентируются вокруг положительного и отрицательного ионов. Между ионами и диполями воды возникают силы взаимного притяжения. В результате связь между ионами ослабевает, происходит переход ионов из кристалла в раствор. При…

Диссоциация кислот, оснований и солей в водных растворах

С помощью теории электролитической диссоциации дают определения и описывают свойства кислот, оснований и солей. Кислотами называются электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только катионы водорода Н3РО4  Н+ + Н2РО—4(первая ступень) Н2РО—4  Н+ + НРO2-4 (вторая ступень) НРО2-4  Н+ PОЗ—4 (третья ступень) Диссоциация многоосновной кислоты протекает главным образом по первой ступени, в меньшей степени по второй и лишь в незначительной степени — по третьей. Поэтому в водном растворе, например, фос­форной кислоты наряду с молекулами Н3РО4 имеются ионы (в последовательно уменьшающихся количествах) Н2РО2-4, НРО2-4 и РО3-4. Основаниями называются электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы. Например: KOH  K+ + OH—;…

Степень диссоциации

Поскольку электролитическая диссоциация — процесс обратимый, то в растворах электролитов наряду с их ионами присутствуют и молекулы. Поэтому растворы электролитов характеризуются степенью диссоциации (обозначается греческой буквой альфа α). Степень диссоциации — это отношение числа распавшихся на ионы моле­кул N’ к общему числу растворенных молекул N: Степень диссоциации электролита определяется опытным путем и выражается в долях единицы или в процентах. Если α = 0, то диссоциация отсутствует, а если α = 1 или 100%, то электролит полностью распадается на ионы. Если же α = 20%, то это означает, что из 100 молекул данного электролита 20 распалось на ионы. Различные электролиты имеют различную степень диссоциации. Опыт показывает, что она зависит от концентрации электролита и от температуры. С уменьшением концентрации электролита,…

Реакции ионного обмена

Согласно теории электролитической диссоциации все реакции в водных растворах электролитов являются реакциями между ионами. Они называются ионными реакциями, а уравнения этих реакций — ионными уравнениями. Они проще уравнений реакций, записанных в молекулярной форме, и имеют более общий характер. При составлении ионных уравнений реакций следует руководство­ваться тем, что вещества малодиссоциированные, малорастворимые (выпадающие в осадок) и газообразные записываются в молекулярной форме. Знак ↓, стоящий при формуле вещества, обозначает, что это вещество уходит из сферы реакции в виде осадка, знак ↑ обозначает, что вещество удаляется из сферы реакции в виде газа. Сильные электролиты, как полностью диссоциированные, записывают в виде ионов. Сумма электрических зарядов левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов правой части. Для закрепления этих положений рассмотрим два примера. Пример 1. Напишите уравнения реакций между растворами хлорида железа (III) и гидроксида натрия в молекулярной и ионной формах. Разобьем решение задачи на четыре этапа. 1….

Ионное произведение воды. pH раствора

Кh3O = 1.10-4 Данная константа для воды называется ионным произведением воды, которое зависит только от температуры. При диссоциации воды на каждый ион Н+ образуется один ион ОН—, следовательно, в чистой воде концентрации этих ионов одинаковы: [Н+] = [ОН—]. Используя значение ионного произведения воды, находим: [H+] = [ОН—] =  моль/л. Таковы концентрации ионов Н+ и ОН—…

Гидролиз солей

Выше показано, что реакция чистой воды является нейтраль­ной (рН = 7). Водные растворы кислот и оснований имеют, соответственно, кислую (рН < 7) и щелочную (рН > 7) реакцию. Практика, однако, показывает, что не только кислоты и основания, но и соли могут иметь щелочную или кислую реакцию — причиной этого является гидролиз солей. Взаимодействие солей с водой, в результате которого образуются кислота (или кислая соль), и основание (или основная соль), называется гидролизом солей. Рассмотрим гидролиз солей следующих основных типов: 1. Соли сильного основания и сильной кислоты (например, KBr, NаNО3) при растворении в воде не гидролизуются, и рас­твор соли имеет нейтральную реакцию….

Какое уравнение отображает процесс электролитической диссоциации. Электролитическая диссоциация кислот, оснований и солей в водных растворах. Примеры соединений, растворы которых проводят электрический ток

(1887) для объяснения свойств водных растворов электролитов. В дальнейшем она развивалась многими учеными на основе учения о строении атома и химической связи. Современное содержание этой теории можно свести к следующим трем положениям:

Схема растворения кристалла поваренной соли. Ионы натрия и хлора в растворе.

1. Электролиты при растворении в воде диссоциируют (распадаются) на ионы — положительно и отрицательно заряженные. («Ион» в переводе с греческого означает «странствующий». В растворе ионы беспорядочно движутся в различных направлениях.)

2. Под действием электрического тока ионы приобретают направленное движение: положительно заряженные движутся к катоду, отрицательно заряженные — к аноду. Поэтому первые называются катионами, вторые — анионами. Направленное движение ионов происходит в результате притяжения их противоположно заряженных электродами.

3. Диссоциация — обратимый процесс. Это означает, что наступает такое состояние равновесия, при котором сколько молекул распадается на ионы (диссоциация), столько их вновь образуется из ионов (ассоциация). Поэтому в уравнениях электролитической диссоциации вместо знака равенства ставят знак обратимости.

Например:

KA ↔ K + + A − ,

где KA — молекула электролита, K + — катион, A − — анион.

Учение о химической связи помогает ответить на вопрос, почему электролиты диссоциируют на ионы. Легче всего диссоциируют вещества с ионной связью, так как они уже состоят из ионов (см. Химическая связь). При их растворении диполи воды ориентируются вокруг положительного и отрицательного ионов. Между ионами и диполями воды возникают силы взаимного притяжения. В результате связь между ионами ослабевает, происходит переход ионов из кристалла в раствор. Аналогично диссоциируют и электролиты, молекулы которых образованы по типу ковалентной полярной связи. Диссоциация полярных молекул может быть полной или частичной — всё зависит от степени полярности связей. В обоих случаях (при диссоциации соединений с ионной и полярной связью) образуются гидратированные ионы, т. е. ионы, химически связанные с молекулами воды.

Основоположником такого взгляда на электролитическую диссоциацию был почетный академик И. А. Каблуков . В отличие от теории Аррениуса, не учитывавшей взаимодействия растворенного вещества с растворителем, И. А. Каблуков к объяснению электролитической диссоциации применил химическую теорию растворов Д. И. Менделеева. Он показал, что при растворении происходит химическое взаимодействие растворенного вещества с водой, которое приводит к образованию гидратов, а затем они диссоциируют на ионы . И. А. Каблуков полагал, что в водном растворе содержатся только гидратированные ионы. В настоящее время это представление общепринято. Итак, гидратация ионов — основная причина диссоциации. В других, неводных растворах электролитов химическая связь между частицами (молекулами, ионами) растворенного вещества и частицами растворителя называется сольватацией.

Гидратированные ионы имеют как постоянное, так и переменное число молекул воды. Гидрат постоянного состава образует ионы водорода Н + , удерживающие одну молекулу воды,- это гидратированный протон H + (H 2 O). В научной литературе его принято изображать формулой H 3 O + (или OH 3 +) и называть ионом гидроксония.

Поскольку электролитическая диссоциация — процесс обратимый, то в растворах электролитов наряду с их ионами присутствуют и молекулы. Поэтому растворы электролитов характеризуются степенью диссоциации (обозначается греческой буквой а). Степень диссоциации — это отношение числа молекул, распавшихся на ионы, n к общему числу растворенных молекул N:

Степень диссоциации электролита определяется опытным путем и выражается в долях единицы или в процентах. Если α = 0, то диссоциация отсутствует, а если α = 1, или 100%, то электролит полностью распадается на ионы. Различные электролиты имеют различную степень диссоциации. С разбавлением раствора она увеличивается, а при добавлении одноименных ионов (одинаковых с ионами электролита) — уменьшается.

Однако для характеристики способности электролита диссоциировать на ионы степень диссоциации не очень удобная величина, так как она. зависит от концентрации электролита. Более общей характеристикой является константа диссоциации K. Ее легко вывести, применив закон действия масс к равновесию диссоциации электролита (1):

K = () / ,

где KA — равновесная концентрация электролита, и — равновесные концентрации его ионов (см. Равновесие химическое). K от концентрации не зависит. Она зависит от природы электролита, растворителя и температуры. Для слабых электролитов чем больше K (константа диссоциации), тем сильнее электролит, тем больше ионов в растворе.

Сильные электролиты констант диссоциации не имеют. Формально их можно вычислить, но они не будут постоянными при изменении концентрации.

История открытия такого интересного явления в химии как электролитическая диссоциация началась в 1887 году, когда шведский химик Сванте Аренниус во время исследований электропроводности водных растворов, высказал предположение, что в подобных растворах вещества могут распадаться на заряженные частицы – ионы. Ионы эти пребывают в движении, передвигаясь к электродам, как положительно заряженному катоду, так и отрицательно заряженному аноду. Этот процесс распада и получил название электролитической диссоциации, именно он является причиной появления электрического тока в растворах.

Теория электролитической диссоциации

Классическая теория электролитической диссоциации, разработанная первооткрывателем С. Аренниусом совместно с В. Освальдом, прежде всего, предполагала, что распад молекул на ионы (собственно диссоциация) происходит под действием электрического тока. Впоследствии выяснилось, что это не совсем так, поскольку было выявлено существование ионов в водных растворах, независимо от того, проходил через них ток или нет. Тогда Сванте Аренниус сформировал новую теорию, суть ее заключается в том, что электролиты самопроизвольно распадаются на ионы под воздействием растворителя. А уже наличие ионов создают идеальные условия для электропроводности в растворе.

Примерно так выглядит электролитическая диссоциация схематично.

Большое значение электролитической диссоциации в растворах заключается в том, что она позволяет описывать свойства кислот, оснований и солей, и далее мы детально на этом остановимся

Электролитическая диссоциация кислот

Н 3 РО 4 ⇄ Н + Н 2 РО- 4 (первая ступень)
Н 2 РО 4 ⇄ Н + НРO 2 — 4 (вторая ступень)
Н 2 РО 4 ⇄ Н+ PО З — 4 (третья ступень)

Так выглядят химические уравнения электролитической диссоциации кислот. В примере показана электролитическая диссоциация фосфорной кислоты Н 3 РО 4 которая распадается на водород H (катион) и ионы анодов. Причем диссоциация много основных кислот проходит, как правило, только по первой ступени.

Электролитическая диссоциация оснований

Основания отличаются от кислот тем, что при их диссоциации в качестве катионов образуются гидроксид-ионы.

Пример уравнения химической диссоциации оснований

KOH ⇄ K + OH-; NH 4 OH ⇄ NH+ 4 + OH-

Основания, которые растворяются в воде, называют щелочами, их не так уж и много, в основном это основания щелочных и щелочноземельных , таких как LiOH, NaОН, КОН, RbОН, СsОН, FrОН и Са(ОН) 2 , Sr(ОН) 2 , Ва(ОН) 2 , Rа(ОН) 2

Электролитическая диссоциация солей

При электролитической диссоциации солей в качестве катионов образуются металлы, а также катион аммония NH 4 , а анионами стают кислотные остатки.

(NH 4) 2 SO 4 ⇄ 2NH+ 4 + SO 2 — 4 ; Na 3 PO 4 ⇄ 3Na + PO 3- 4

Пример уравнения электролитической диссоциации солей.

Электролитическая диссоциация, видео

И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.

Данный урок посвящен изучению темы «Электролитическая диссоциация». В процессе изучения этой темы Вы поймете суть некоторых удивительных фактов: почему растворы кислот, солей и щелочей проводят электрический ток; почему температура кипения раствора электролита выше по сравнению с раствором неэлектролита.

Тема: Химическая связь.

Урок: Электролитическая диссоциация

Тема нашего урока — «Электролитическая диссоциация ». Мы попробуем объяснить некоторые удивительные факты:

Почему растворы кислот, солей и щелочей проводят электрический ток.

Почему температура кипения раствора электролита всегда будет выше, чем температура кипения раствора не электролита той же концентрации.

Сванте Аррениус

В 1887 году шведский физико — химик Сванте Аррениус, исследуя электропроводность водных растворов, высказал предположение, что в таких растворах вещества распадаются на заряженные частицы — ионы, которые могут передвигаться к электродам — отрицательно заряженному катоду и положительно заряженному аноду.

Это и есть причина электрического тока в растворах. Данный процесс получил название электролитической диссоциации (дословный перевод — расщепление, разложение под действием электричества). Такое название также предполагает, что диссоциация происходит под действием электрического тока. Дальнейшие исследования показали, что это не так: ионы являются только переносчиками зарядов в растворе и существуют в нем независимо от того, проходит через раствор ток или нет. При активном участии Сванте Аррениуса была сформулирована теория электролитической диссоциации, которою часто называют в честь этого ученого. Основная идея данной теории заключается в том, что электролиты под действием растворителя самопроизвольно распадаются на ионы. И именно эти ионы являются носителями заряда и отвечают за электропроводность раствора.

Электрический ток — это направленное движение свободных заряженных частиц . Вы уже знаете, что растворы и расплавы солей и щелочей электропроводны, так как состоят не из нейтральных молекул, а из заряженных частиц — ионов. При расплавлении или растворении ионы становятся свободными переносчиками электрического заряда.

Процесс распада вещества на свободные ионы при его растворении или расплавлении называют электролитической диссоциацией.

Рис. 1. Схема распада на ионы хлорида натрия

Сущность электролитической диссоциации заключается в том, что ионы становятся свободными под влиянием молекулы воды. Рис.1. Процесс распада электролита на ионы отображают с помощью химического уравнения. Запишем уравнение диссоциации хлорида натрия и бромида кальция. При диссоциации одного моля хлорида натрия образуются один моль катионов натрия и один моль хлорид — анионов. NaCl Na + + Cl

При диссоциации одного моля бромида кальция образуется один моль катионов кальция и два моля бромид — анионов.

Ca Br 2 Ca 2+ + 2 Br

Обратите внимание: так как в левой части уравнения записана формула электронейтральной частицы, то суммарный заряд ионов должен быть равен нулю .

Вывод : при диссоциации солей образуются катионы металла и анионы кислотного остатка.

Рассмотрим процесс электролитической диссоциации щелочей. Запишем уравнение диссоциации в растворе гидроксида калия и гидроксида бария.

При диссоциации одного моля гидроксида калия образуются один моль катионов калия и один моль гидроксид-анионов. KOH K + + OH

При диссоциации одного моля гидроксида бария образуются один моль катионов бария и два моля гидроксид — анионов. Ba (OH ) 2 Ba 2+ + 2 OH

Вывод: при электролитической диссоциации щелочей образуются катионы металла и гидроксид — анионы.

Нерастворимые в воде основания практически не подвергаются электролитической диссоциации , так как в воде они практически нерастворимы, а при нагревании — разлагаются, так что расплав их получить не удается.

Рис. 2. Строение молекул хлороводорода и воды

Рассмотри процесс электролитической диссоциации кислот. Молекулы кислот образованы ковалентной полярной связью, а значит, кислоты состоят не из ионов, а из молекул.

Возникает вопрос — как же тогда кислота диссоциирует, т. е как в кислотах образуются свободные заряженные частицы? Оказывается, ионы образуются в растворах кислот именно при растворении.

Рассмотрим процесс электролитической диссоциации хлороводорода в воде , но для этого запишем строение молекул хлороводорода и воды. Рис.2.

Обе молекулы образованы ковалентной полярной связью. Электронная плотность в молекуле хлороводорода смещена к атому хлора, а в молекуле воды — к атому кислорода. Молекула воды способна оторвать катион водорода от молекулы хлороводорода, при этом образуется катион гидроксония Н 3 О + .

В уравнении реакции электролитической диссоциации не всегда учитывают образование катиона гидроксония — обычно говорят, что образуется катион водорода.

Тогда уравнение диссоциации хлороводорода выглядит так:

HCl H + + Cl

При диссоциации одного моля хлороводорода образуются один моль катиона водорода и один моль хлорид — анионов.

Ступенчатая диссоциация серной кислоты

Рассмотри процесс электролитической диссоциации серной кислоты. Серная кислота диссоциирует ступенчато, в две стадии.

I -я стадия диссоциации

На первой стадии отрывается один катион водорода и образуется гидросульфат-анион.

II — я стадия диссоциации

На второй стадии происходит дальнейшая диссоциация гидросульфат — анионов. HSO 4 H + + SO 4 2-

Эта стадия является обратимой, то есть, образующиеся сульфат — ионы могут присоединять к себе катионы водорода и превращаться в гидросульфат — анионы. Это показано знаком обратимости.

Существуют кислоты, которые даже на первой стадии диссоциируют не полностью — такие кислоты являются слабыми. Например, угольная кислота Н 2 СО 3 .

Теперь мы можем объяснить, почему температура кипения раствора электролита будет выше, чем температура кипения раствора неэлектролита.

При растворении молекулы растворенного вещества взаимодействуют с молекулами растворителя, например — воды. Чем больше частиц растворенного вещества находится в одном объеме воды, тем будет выше его температура кипения. Теперь представим, что в одинаковых объемах воды растворили равные количества вещества-электролита и вещества — неэлектролита. Электролит в воде распадется на ионы, а значит — число его частиц будет больше, чем в случае растворения неэлектролита. Таким образом, наличие свободных частиц в электролите объясняет, почему температура кипения раствора электролита будет выше, чем температура кипения раствора неэлектролита.

Подведение итога урока

На этом уроке вы узнали, что растворы кислот, солей и щелочей электропроводны, так как при их растворении образуются заряженные частицы — ионы. Такой процесс называется электролитической диссоциацией. При диссоциации солей образуются катионы металла и анионы кислотных остатков. При диссоциации щелочей образуются катионы металла и гидроксид-анионы. При диссоциации кислот образуются катионы водорода и анионы кислотного остатка.

1. Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. М.: Просвещение. 2009 г.119с.:ил.

2. Попель П.П.Химия:8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений/П.П. Попель, Л.С.Кривля. -К.: ИЦ «Академия»,2008.-240 с.: ил.

3. Габриелян О.С. Химия. 9 класс. Учебник. Издательство: Дрофа.:2001. 224с.

1. №№ 1,2 6 (с.13) Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. М.: Просвещение. 2009 г.119с.:ил.

2. Что такое электролитическая диссоциация? Вещества, каких классов относятся к электролитам?

3. Вещества, с каким типом связи являются электролитами?

Все вещества делятся на 2 большие группы: электролиты инеэлектролиты .

Электролитами называются вещества (исключая металлы), растворы или расплавы которых проводят электрический ток. К электролитам относятся соединения, образованные ионными или ковалентными полярными связями. Это сложные вещества: соли, основания, кислоты, оксиды металлов (проводят электрический ток только в расплавах).

Неэлектролитами называются вещества, растворы или расплавы которых электрический ток не проводят. К ним относятся простые и сложные вещества, образованные малополярными или неполярными ковалентными связями.

Свойства растворов и расплавов электролитов впервые объяснил в конце XIXвека шведский учёный Сванте Аррениус. Им была создана специальнаятеория электролитической диссоциации , основные положения которой, доработанные и развитые другими учёными, в настоящее время формулируются следующим образом.

1. Молекулы (или формульные единицы) электролитов в растворах или расплавах распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы. Этот процесс называется электролитической диссоциацией. Общая сумма зарядов положительных ионов равна сумме зарядов отрицательных ионов, поэтому растворы или расплавы электролитов в целом остаются электронейтральными. Ионы могут быть какпростые , состоящие только из одного атома (Na + ,Cu 2+ ,Cl – ,S 2-), так исложные , состоящие из атомов нескольких элементов (SO 4 2– ,PO 4 3– ,NH 4 + , –).

Простые ионы по своим физическим, химическим и физиологическим свойствам существенно отличаются от нейтральных атомов, из которых они образовались. В первую очередь, ионы являются гораздо более устойчивыми частицами, чем нейтральные атомы, и могут существовать в растворах или расплавах неограничено долгое время, не вступая в необратимое взаимодействие с окружающей средой.

Такое различие в свойствах атомов и ионов одного и того же элемента объясняется разным электронным строением этих частиц.

Так, простые ионы s- иp-элементов находятся в более устойчивом состоянии, чем нейтральные атомы, потому что имеют завершённую электронную конфигурацию внешнего слоя, например:

Распад электролитов на ионы в расплавах осуществляется за счёт действия высоких температур, а в растворах за счёт действия молекул растворителя.

Особенностью ионных соединений является то, что в узлах их кристаллической решётки имеются уже готовые ионы и в процессе таких веществ растворения диполям растворителя (воды) остаётся только разрушить эту ионную решётку (рис. 18).

Вещества, образованные полярными ковалентными связями, переходят в раствор в виде отдельных молекул, которые, как и молекулы Н 2 О, представляют собой диполи, например:

 + –

В этом случае диполи Н 2 О, ориентируясь соответствующим образом вокруг растворенной молекулы электролита, вызывают в ней дальнейшую поляризацию ковалентной связи, а затем и её окончательный гетеролитический разрыв (рис. 29).

H–ClH + +Cl

Рис. 29. Схема электролитической диссоциации в растворе полярной молекулыHCl

Процесс электролитической диссоциации протекает одновременно с процессом растворения веществ, и поэтому в растворах все ионы находятся в гидратированном состоянии (окружены оболочками из молекул Н 2 О).

Однако для простоты в уравнениях химических реакций ионы изображаются без окружающих их гидратных оболочек: H + ,NO 3 – ,K + и т.д.

2. Ионы электролитов в растворе или расплаве за счёт теплового движения хаотически перемещаются по всем направлениям. Но если в раствор или расплав опустить электроды и пропустить электрический ток, то положительно заряженные ионы электролита начинают двигаться к отрицательно заряженному электроду – катоду (поэтому они иначе называются катионами ), а отрицательно заряженные ионы – к положительно заряженному электроду – аноду (поэтому они иначе называются анионами ).

Таким образом, электролиты являются проводниками второго рода. Они переносят электрический заряд за счёт направленного движения ионов. Металлы же являются проводниками первого рода, т.к. проводят электрический ток за счёт направленного движения электронов.

3. Процесс электролитической диссоциации обратим. Наряду с распадом молекул на ионы всегда протекает обратный процесс – соединение ионов в молекулы или ассоциация. Поэтому в уравнениях реакций электролитической диссоциации веществ вместо знака равенства «=» ставят знак обратимости «», например:

В начале XIX века была замечена способность растворов многих веществ проводить электрический ток (была обнаружена Майклом Фарадеем). Исследование электропроводности растворов показало, что растворы и расплавы многих веществ (например, поваренной соли) проводят электрический ток. Зато дистиллированная вода, кристаллические вещества и растворы некоторых других веществ (например, сахарозы) не проводит электрический ток – лампочка не горит, если замкнуть цепь.
Вещества, которые проводят электрический ток назвали электролитами , вещества, непроводящие ток – . Электролиты делятся на сильные и слабые. Сильные хорошо проводят ток, лампочка горит ярко, слабые – плохо проводят ток, лампочка горит тускло, например, в растворе уксусной кислоты (см. рисунок).

В чем же причина электропроводности? Почему одни вещества проводят электрический ток, а другие нет?

Электрический ток – это направленно движение заряженных частиц под действием разности потенциалов. Электрический ток в металлах осуществляется за счет электронов, именно электроны являются носителями заряда. А в растворах и расплавах заряд переносят ионы . Вещества, которые распадаются на ионы в растворе или расплаве и проводят электрический ток называются электролитами.

Запомнить! Электролиты – вещества, которые проводят электрический ток в растворах. Электролиты в растворах распадаются на заряженные частицы – ионы, которые могут передвигаться к электродам. Это и есть причина электрического тока в растворах.

Химическая связь в электролитах — ионная или ковалентная сильнополярная (соли, кислоты, основания).

Неэлектролиты – вещества, которые не проводят электрический ток в растворах. Связь в таких веществах — ковалентная неполярная и слабополярная. При растворении они образуют не ионы, а молекулы, которые не способны переносить электрический ток, например, органические вещества (сахароза, бензин, спирт).

Теория электролитической диссоциации была сформулирована Сванте Аррениусом в 1887 году, но актуальна и по сей день. Основные положения этой теории:

  1. При растворении в воде (или расплавлении) электролиты распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы (подвергаются электролитической диссоциации).
  2. Под действием электрического тока катионы двигаются к катоду (-), а анионы – к аноду (+).
  3. Электролитическая диссоциация — процесс обратимый.
  4. Сила электролита (на сколько полно происходит распад на ионы) определяется степенью диссоциации, обозначается α (альфа) . Она показывает отношение числа молекул, распавшихся на ионы (n) к общему числу молекул, введенных в раствор (N). Изменяется от 0 до 1, или в прощентах от 0 до 100% 0 означает – совсем не распадается на ионы, 1 или 100% — все молекулы распались на ионы.

Степень электролитической диссоциации (α) зависит от природы электролита и растворителя, температуры и концентрации.

В зависимости от значения степени диссоциации, электролиты можно разделить на сильные, средние и слабые.

Сильные электролиты имеют степень диссоциации α > 30%, средние от 3 – 30%, а слабые – меньше 3%.

К сильным относят все раств. соли, все щелочи и некоторые кислоты. В растворе эти соединения практически полностью распадаются на ионы.

При написании уравнений диссоциации помните, что суммарный заряд катионов и анионов должен быть равен нулю.

Эти реакции распада на ионы протекают необратимо (только в одну сторону), ионы обратно не соединяются в кристаллическую решетку, препятствуют молекулы воды, окружающие эти ионы (гидратные оболочки).

К электролиам средней силы относят гидроксид магния, сернистую и фосфорную кислоты.
К слабым электролитам , которые лишь частично распадаются на ионы, α угольную кислоту, сероводородную, уксусную кислоты и воду. Диссоциация слабых электролитов – обратимые процесс.

просто и понятно о теории и основных положениях

История открытия
  • Теория диссоциации

  • Диссоциация кислот

  • Диссоциация оснований

  • Диссоциация солей

  • Видео
  • История открытия

    История открытия такого интересного явления в химии как электролитическая диссоциация началась в 1887 году, когда шведский химик Сванте Аренниус во время исследований электропроводности водных растворов, высказал предположение, что в подобных растворах вещества могут распадаться на заряженные частицы – ионы. Ионы эти пребывают в движении, передвигаясь к электродам, как положительно заряженному катоду, так и отрицательно заряженному аноду. Этот процесс распада и получил название электролитической диссоциации, именно он является причиной появления электрического тока в растворах.

    Теория диссоциации

    Классическая теория электролитической диссоциации, разработанная первооткрывателем С. Аренниусом совместно с В. Освальдом, прежде всего, предполагала, что распад молекул на ионы (собственно диссоциация) происходит под действием электрического тока. Впоследствии выяснилось, что это не совсем так, поскольку было выявлено существование ионов в водных растворах, независимо от того, проходил через них ток или нет. Тогда Сванте Аренниус сформировал новую теорию, суть ее заключается в том, что электролиты самопроизвольно распадаются на ионы под воздействием растворителя. А уже наличие ионов создают идеальные условия для электропроводности в растворе.

    Примерно так выглядит электролитическая диссоциация схематично.

    Большое значение электролитической диссоциации в растворах заключается в том, что она позволяет описывать свойства кислот, оснований и солей, и далее мы детально на этом остановимся

    Диссоциация кислот

    Кислотами принято считать электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов, образуются исключительно катионы водорода.

    Н3РО4 ⇄ Н + Н2РО—4(первая ступень)
    Н2РО4 ⇄ Н + НРO24 (вторая ступень)
    Н2РО4 ⇄ Н+ PОЗ4 (третья ступень)

    Так выглядят химические уравнения электролитической диссоциации кислот. В примере показана электролитическая диссоциация фосфорной кислоты Н3РО4 которая распадается на водород H (катион) и ионы анодов. Причем диссоциация много основных кислот проходит, как правило, только по первой ступени.

    Диссоциация оснований

    Основания отличаются от кислот тем, что при их диссоциации в качестве катионов образуются гидроксид-ионы.

    Пример уравнения химической диссоциации оснований

    KOH ⇄ K + OH—; NH4OH ⇄ NH+4 + OH—

    Основания, которые растворяются в воде, называют щелочами, их не так уж и много, в основном это основания щелочных и щелочноземельных металлов, таких как LiOH, NaОН, КОН, RbОН, СsОН, FrОН и Са(ОН)2, Sr(ОН)2, Ва(ОН)2, Rа(ОН)2

    Диссоциация солей

    При электролитической диссоциации солей в качестве катионов образуются металлы, а также катион аммония NH4, а анионами стают кислотные остатки.

    (NH4)2SO4 ⇄ 2NH+4 + SO24; Na3PO4 ⇄ 3Na + PO3-4

    Пример уравнения электролитической диссоциации солей.

    Видео

    И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.


    Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.


    Электролитическая диссоциация электролитов в водных растворах.

    Как известно из курса физики, электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц. В случае металлов, электропроводность обеспечивается подвижными электронами в кристалле, слабо связанными c ядрами атомов, что позволяет им направленно двигаться под действием разности потенциалов.

    Кроме металлов, существуют также вещества растворы или расплавы которых проводят электрический ток. Такие вещества называют электролитами.

    Электролиты —  вещества, расплавы  или водные растворы которых проводят электрический ток.

    Но за счет чего обеспечивается электрическая проводимость расплавов и растворов электролитов?

    Рассмотрим такое соединение как хлорида натрия. Это вещество характеризуется ионным строением. В узлах его структурной решетки находятся  попеременно в шахматном порядке катионы натрия и анионы хлора:



    Как можно видеть, заряженные частицы, которые могли бы быть обеспечивать электрическую проводимость присутствуют, но статичны, т.е. неподвижны в узлах решетки. Поэтому, чтобы электрический ток смог протекать через хлорид натрия, нужно еще и обеспечить «подвижность» ионов, из которых он состоит.

    Как известно, для одного и того же вещества наиболее подвижны составляющие его частицы в том случае, когда он находится в жидком, а не в твердом агрегатном состоянии. Поэтому для того, чтобы хлорид натрия смог проводить электрический ток, его необходимо расплавить, т.е. превратить в жидкость. В результате сообщения энергии кристаллу хлорида натрия в виде большого количества теплоты частично разрушаются ионные связи Na+Cl , т.е. происходит диссоциация на свободные подвижные ионы:

    Na+Cl ↔ Na+ + Cl

    Однако, добиться диссоциации хлорида натрия можно не только его плавлением, но также и его растворением в воде. Но каким образом, это становится возможным? Ведь для того чтобы произошло разрушение кристаллической решетки требуется сообщить ей энергию, что и происходило при расплавлении. Откуда же берется энергия на разрушение решетки в случае растворения?

    При помещении кристалла NaCl в воду его поверхность подвергается «облепливанию» молекулами воды или гидратации, в результате которой, ионам в структурной решетке сообщается энергия, достаточная для выделения из структурной решетки и «отправления в свободное плавание» в «оболочке» из молекул воды:



    или более упрощенно:

    NaCl ↔ Na+ + Cl(участвующие в гидратации кристалла NaCl и ионов молекулы воды не записываются)

    Если энергия, выделяющаяся при гидратации кристалла, меньше энергии кристаллической решетки, то его растворение и диссоциация становятся невозможными. Например, поверхность кристалла сульфата бария, помещенного в водную среду, также покрывается молекулами воды, но выделяющаяся в результате этого энергия недостаточна отрыва ионов Ba2+ и SO42- из  кристаллической решетки и, как следствие, становится невозможно его растворение (на самом деле возможно, но в крайне малой степени, т.к. абсолютно нерастворимых веществ не бывает).

    Аналогичным образом диссоциация осуществляется также гидроксидами металлов. Например:

    NaOH = Na+ + OH

    Помимо веществ ионного строения, электролитически диссоциировать способны также и некоторые вещества молекулярного строения  с ковалентным полярным типом связи, а именно кислоты. Как и в случае ионных соединений, причина образования ионов из электронейтральных молекул кроется в их гидратации. Существование гидратированных ионов энергетически более выгодно, чем существование гидратированных молекул. Например, диссоциация молекулы соляной кислоты выглядит примерно следующим образом:



    Гидратация катионов водорода настолько сильна, что можно говорить не просто о катионе водорода, окружённом молекулами воды (как это было с катионами натрия), а о полноценной частице – ионе гидроксония H3O+, содержащей три полноценные ковалентные связи H-О, одна из которых образована по донорно-акцепторному механизму. Таким образом, уравнение диссоциации соляной кислоты правильнее записывать так:

    H2O + HCl = H3O+ + Cl

    Тем не менее, даже в этом случае, чаще всего, уравнение диссоциации соляной кислоты, впрочем, как и любой другой, записывают, игнорируя явное участие в диссоциации кислот молекул воды.

    HCl = H+ + Cl

    Диссоциация многоосновных кислот протекает ступенчато, например:

    H3PO4 ↔ H+ + H2PO4

    H2PO4 ↔ HPO42- + H+

    HPO42- ↔ PO43- + H+

    Таким образом, как мы уже выяснили, к электролитам относят: соли, кислоты и основания.

    Для описания способности электролитов к электролитической диссоциации используют  величину, которая называется степенью диссоциации (α).

    Степень диссоциации – отношение числа продиссоциировавших частиц, к общему числу растворенных частиц.

    По степени диссоциации электролиты делят на сильные (α>30%), средней силы (30%> α>3%)  и слабые (α<3%):

    Электролиты
    Сильные (α>30%) средней силы (30%> α>3%) слабые (α<3%)

    1) почти все соли

    2) некоторые кислоты:

     HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4, H2SO4(разб.)

    3) гидроксиды ЩМ и ЩЗМ

    (NaOH, KOH, Ca(OH)2 и т.д.)

    Mg(OH)2

    HNO2

    H2SO3 ­по первой ступени

    H3PO4

    1) все гидроксиды металлов кроме гидроксидов ЩМ и ЩЗМ

    2) H2CO3, H2SiO3, H2S, H2

    3) NH3∙H2O (или NH4OH)

    4) CH3COOH и др. карбоновые кислоты

    Вещества, которые не являются ни кислотами, ни солями, ни гидроксидами, считаются неэлектролитами. К неэлектролитам, например, относятся простые вещества, оксиды, органические вещества (спирты, углеводороды, углеводы, хлорпроизводные углеводородов и т.д.).

    Сильные электролиты диссоциируют практически необратимо и в их водных растворах содержание исходных молекул крайне мало:

    KOH → K+ + OH

    Na2SO4 → 2Na+ + SO42-.

    В чем разница между химическим составом класса 10 электролитической диссоциации CBSE

    Подсказка: Мы знаем, что диссоциация — это разрушение соединения на простые составляющие. Ионизация соединения — это расщепление соединения на составляющие ионы. Ковалентные соединения ионизируются, в то время как ионные соединения диссоциируют.

    Полный пошаговый ответ: Мы знаем, что при электролитической диссоциации разделение ионов, присутствующих в растворе ионных соединений, осуществляется путем пропускания электрического тока.При электролитической диссоциации добавление электролита вызывает распад соединения на ионы.
    При электролитической диссоциации образуются заряженные частицы или электрически нейтральные частицы. Электролитическая диссоциация проявляется ионными соединениями. Электролитическая диссоциация — обратимый процесс.
    Электролитическая диссоциация возможна, когда в соединении присутствуют ионные связи.
    Примерами ковалентных соединений являются хлорид калия $ \ left ({{\ text {KCl}}} \ right) $, бромид свинца $ \ left ({{\ text {PbBr}}} \ right) $ и т. Д.
    Мы знаем, что при ионизации положительно или отрицательно заряженные ионы образуются из молекул, которые изначально не находятся в ионном состоянии. Во время ионизации атом или молекула приобретает положительный или отрицательный заряд, теряя или получая электроны. Заряженный атом или молекула называется ионом.
    Ионизируют ковалентные соединения. Ионизация — необратимый процесс.
    Ионизация возможна, когда в молекуле присутствуют ковалентные связи.
    Примеры ионных соединений: соляная кислота $ \ left ({{\ text {HCl}}} \ right) $, угольная кислота $ \ left ({{{\ text {H}} _ {\ text {2}}} {\ text {C}} {{\ text {O}} _ {\ text {3}}}} \ right) $, гидроксид аммония $ \ left ({{\ text {N}} {{\ text {H }} _ {\ text {4}}} {\ text {OH}}} \ right) $ и т. д.

    Примечание: Электролиты, используемые для электролитической диссоциации, бывают двух типов: сильные электролиты и слабые электролиты. Электролиты, которые полностью диссоциируют, известны как сильные электролиты, тогда как электролиты, которые не диссоциируют полностью, известны как слабые электролиты. Примерами сильных электролитов являются соляная кислота, хлорид натрия, гидроксид калия и т. Д., Примерами слабых электролитов являются уксусная кислота, фосфорная кислота, угольная кислота и т. Д.

    Электролиты — диссоциация сильных ионов

    Роль воды в регулировании кислотно-щелочного баланса

    («Диссоциация сильных ионов» — вторая из 4 статей, посвященных электролитам и их влиянию на кислотно-щелочной химический состав)

    Любопытно, что ингредиенты электролита указаны на этикетке, но многие из них не попадают в раствор, который мы скармливаем теленку.Нет натрия хлорида. Нет бикарбоната натрия или ацетата натрия, лактата кальция, хлорида калия или ряда других ингредиентов.

    Итак… что с ними происходит? На самом деле все довольно просто. Они диссоциируют или разделяются на свои основные компоненты при растворении в воде или любой водной среде, такой как плазма крови и другие жидкости организма. Отсутствие учета этой диссоциации может привести к значительным просчетам при оценке продуктов электролита. Эта диссоциация также имеет глубокий эффект внутри теленка, о котором идет речь в этой публикации.

    Хорошим индикатором того, будет ли диссоциировать ингредиент электролита, является присутствие сильных ионов. Натрий, хлорид, калий, кальций и магний — сильные ионы. Определить, какие ингредиенты содержат сильные ионы, довольно легко, поскольку их присутствие указано в названии ингредиента.

    Ориентированные водные комплексы сильных ионов

    Натрий имеет сильный положительный заряд, в то время как хлорид имеет сильный отрицательный заряд. Сами по себе оба иона легко вступили бы в реакцию с другими веществами, но молекулы воды препятствуют этому.На рисунке 1 показано, как молекулы воды ориентируются вокруг диссоциированных ионов натрия (Na + ) и хлорида (Cl ). Ориентируясь таким образом, они изолируют ион и его заряд и предотвращают его реакцию с другими веществами. Отрицательно заряженный кислород молекулы воды ориентируется на положительный ион натрия. Положительно заряженные атомы водорода ориентируются на отрицательный хлорид-ион. Давайте подробнее рассмотрим, что происходит, когда хлорид натрия смешивается с водой. Натрий и хлорид составляют основу большинства растворов электролитов — они являются основными электролитами в плазме и играют фундаментальную роль в метаболической регуляции кислотно-щелочного баланса.

    Образуя комплексы с водой, сильные ионы становятся химически инертными и не вступают в реакции в организме. Легко представить себе серьезные последствия, которые могли бы возникнуть, если бы сильные ионы могли свободно реагировать и образовывать соединения в плазме и клеточных жидкостях — это, безусловно, добавило бы новое измерение камням в почках.

    Влияние ориентированных водных комплексов сильных ионов на ионы OH

    и H +

    Рисунок 2.

    Откуда берутся эти ионы OH и H + ? Они являются результатом диссоциации близлежащих молекул воды. Вода не только реагирует на присутствие этих сильных ионов, ориентируясь вокруг каждого иона, вода также реагирует на силы притяжения образующегося сильного ионно-водного комплекса, предоставляя ионы OH или H + в зависимости от того, какой комплекс настоящее.Ориентация молекул воды вокруг сильных ионов не только предотвращает нежелательные реакции. Направленные наружу водороды молекул воды вокруг натрия имеют положительный заряд, который притягивает ионы гидроксила (OH ). Молекулы воды вокруг хлорида имеют отрицательные заряды, которые притягивают ионы водорода (H + ). Эти силы притяжения показаны на рисунке 2.

    Вот почему натрий и хлорид так важны для почек, поскольку они регулируют кислотно-щелочной баланс.Например, путем выборочного удаления натрия почки снижают концентрацию OH в плазме. Фактически это увеличивает относительную концентрацию хлорида и H + в плазме, снижая pH. И наоборот, удаляя хлорид, почки снижают уровень H + в плазме, что повышает pH. Последний сценарий является важной частью лечения ацидоза.

    Вода легко диссоциирует на H + и OH и легко реформируется в ответ на изменения в растворе, генерирует или , разрушая H + и OH в процессе.Вода — идеальная среда для этой цели. Никаких других веществ для подачи или удаления OH или H + не требуется. Никаких других реакций не требуется.

    _____________________________

    Эти характеристики воды являются фундаментальными для кислотно-щелочной химии. Большая часть путаницы и концептуальных трудностей, связанных с кислотно-основными механизмами, возникает из-за ошибочного представления о том, что OH и H + должны быть добавлены в раствор или удалены из него извне, чтобы вызвать изменение кислотно-основного положение дел.Вода — это идеальная среда. Это неисчерпаемый резервуар OH- и H + в организме, который постоянно приспосабливается к изменениям в системе.

    ______________________________

    Хлорид натрия — важный компонент электролита, но его включение в формулу в качестве единственного источника этих двух ионов приводит к небольшому изменению кислотно-основного статуса животного. Это связано с уравновешивающим эффектом двух ионов. Каждый ион натрия, добавляемый в раствор, компенсируется хлорид-ионом.Чтобы вызвать изменение кислотно-основного статуса, необходимо изменить это отношение.

    Электролиты предназначены для различных целей и функций. Телята, обезвоженные из-за диареи, также могут в некоторой степени страдать от ацидоза, когда pH плазмы ниже нормы. Чтобы исправить эту ситуацию и вызвать повышение pH плазмы, электролит должен обеспечивать больше натрия, чем хлорида.

    К сожалению, сильные ионы не могут быть добавлены в раствор сами по себе.В сухом виде они связаны с другим веществом, которое необходимо добавить в раствор вместе с сильным ионом. В этом случае, когда мы заинтересованы в замене хлорида, такие ингредиенты, как бикарбонат натрия, ацетат натрия и лактат натрия, могут использоваться для замены части хлорида натрия в формуле. Это обеспечивает натрий без уравновешивающего действия хлорида. Бикарбонат, ацетат и лактат не оказывают на организм того эффекта, который оказывает на организм хлорид. Они не образуют комплексов с водой, у них разные силы притяжения, и они не имеют такого же влияния на концентрацию ионов водорода.Они также могут свободно вступать в реакции в организме. Бикарбонат натрия, ацетат натрия и лактат натрия иногда называют подщелачивающими веществами , которые будут предметом будущих публикаций.


    Другие публикации в этой серии:

    18 января 2011 г., Электролиты — Сравнение продуктов
    23 марта 2011 г., Электролиты — Подщелачивающие агенты
    4 мая 2011 г., Электролиты — Зависимые и независимые переменные


    Что такое теория электролитической диссоциации?

    Теория Электролитическая диссоциация Относится к разделению молекулы электролита на составляющие его атомы.

    Электронная диссоциация — это разделение соединения, содержащего ионы, на поступающий раствор. Электролитическая диссоциация происходит в результате взаимодействия растворенного вещества и растворителя.

    Результаты спектроскопии показывают, что это взаимодействие имеет в основном химическую природу.

    Помимо растворимости молекул растворителя и диэлектрической проницаемости растворителя, макроскопические свойства также играют важную роль в электролитической диссоциации.

    Классическая теория электролитической диссоциации была разработана С. Аррениусом и В. Оствальдом в 1880-х годах.

    Он основан на предположении о неполной диссоциации растворенного вещества, характеризуемой степенью диссоциации, которая представляет собой долю диссоциированных молекул электролита.

    Динамическое равновесие между диссоциированными молекулами и ионами описывается законом действия масс.

    Есть несколько экспериментальных наблюдений, подтверждающих эту теорию, в том числе: ионы, присутствующие в твердых электролитах, применение закона Ома, ионная реакция, теплота нейтрализации, коллигативные аномальные свойства и цвет раствора между другими.

    Теория электролитической диссоциации

    Эта теория описывает водные растворы в терминах кислот, которые диссоциируют с образованием ионов водорода, и оснований, которые диссоциируют с образованием гидроксильных ионов. Продукт кислоты и основания — соль и вода.

    Эта теория была представлена ​​в 1884 году для объяснения свойств растворов электролитов. Это также известно как ионная теория.

    Основные положения теории

    Когда электролит растворяется в воде, он разделяется на два типа заряженных частиц: один заряжает положительный заряд, а другой — отрицательный.

    Эти заряженные частицы называются ионами. Положительно заряженные ионы называются катионами, а отрицательно заряженные — анионами.

    В своей современной форме теория предполагает, что твердые электролиты состоят из ионов, которые удерживаются вместе за счет электростатических сил притяжения.

    Когда электролит растворяется в растворителе, эти силы ослабляются, и тогда электролит подвергается диссоциации на ионы; Ионы растворяются.

    Процесс разделения молекул электролита на ионы называется ионизацией. Доля от общего числа молекул, присутствующих в растворе в виде ионов, известна как степень ионизации или степень диссоциации. Эта степень может быть представлена ​​символом α.

    Было замечено, что все электролиты не ионизируются на одном и том же уровне. Некоторые из них почти полностью ионизированы, другие — слабо ионизированы. Степень ионизации зависит от нескольких факторов.

    Ионы, присутствующие в растворе, постоянно повторно соединяются, образуя нейтральные молекулы, тем самым создавая состояние динамического равновесия между ионизированными и неионизированными молекулами.

    Когда электрический ток проходит через раствор электролита, положительные ионы (катионы) движутся к катоду, а отрицательные ионы (анионы) движутся к аноду, который должен быть разряжен. Это означает, что происходит электролиз.

    Электролитические растворы

    Электролитические растворы всегда нейтральны по своей природе, поскольку полный заряд одного набора ионов всегда равен полному заряду другого набора ионов.

    Однако необязательно, чтобы количество двух наборов ионов всегда было одинаковым.

    Свойства электролитов в растворе — это свойства ионов, присутствующих в растворе.

    Например, кислый раствор всегда содержит ионы H +, в то время как основной раствор содержит ионы OH-, а характерные свойства растворов — те, которые содержат ионы H- и OH-, соответственно.

    Ионы действуют как молекулы в направлении понижения точки замерзания, повышения температуры кипения, понижения давления пара и установления осмотического давления.

    Электропроводность раствора электролита зависит от природы и количества ионов, когда ток заряжается через раствор за счет движения ионов.

    Ионы

    Классическая теория электролитической диссоциации применима только к разбавленным растворам слабых электролитов.

    Сильные электролиты в разбавленных растворах практически полностью диссоциируют; Следовательно, идея баланса между ионами и диссоциированными молекулами не важна.

    Согласно химическим представлениям пары ионов и наиболее сложные агрегаты образуются в растворах сильных электролитов средних и высоких концентраций.

    Современные данные показывают, что ионные пары состоят из двух противоположно заряженных ионов, находящихся в контакте или разделенных одной или несколькими молекулами растворителя. Ионные пары электрически нейтральны и не участвуют в передаче электричества.

    В относительно разбавленных растворах сильных электролитов баланс между индивидуально растворенными ионами и ионными парами можно описать примерно так же, как в классической теории электролитической диссоциации путем постоянной диссоциации.

    Факторы, связанные со степенью ионизации

    Степень ионизации электролитического раствора зависит от следующих факторов:

    • Природа растворенного вещества : Когда ионизируемые части молекулы вещества соединяются ковалентными связями, а не электровалентными связями, в раствор поступает меньше ионов. Эти вещества определяются слабыми электролитами. С другой стороны, сильные электролиты почти полностью ионизируются в растворе.
    • Природа растворителя : Основная функция растворителя — ослабить электростатические силы притяжения между двумя ионами, чтобы разделить их. Лучшим растворителем считается вода.
    • Разведение : Ионизирующая способность электролита обратно пропорциональна концентрации его раствора. Следовательно, степень ионизации увеличивается с увеличением разбавления раствора.
    • Температура : Степень ионизации увеличивается с повышением температуры.Это связано с тем, что при более высоких температурах молекулярная скорость увеличивается, превосходя силы притяжения между ионами.
    Список литературы
    1. Электролитическая диссоциация. Получено с dictionary.com.
    2. Электролитическая диссоциация. Получено с encyclopedia2.thefreedictionary.com.
    3. Теория электролитической диссоциации. Получено с сайта vocabulary.com.
    4. Теория Аррениуса электролитической диссоциации. Получено от аскиитян.com.

    網頁 |水晶 晶

    找不到 網頁 |水晶 晶

    錯誤 訊息

    • Предупреждение : невозможно изменить информацию заголовка — заголовки уже отправлены (вывод начался в /home3/kumartsc/public_html/crystalart/index.php:2) в _drupal_bootstrap_page_cache () (строка 2353 3 из kumartsc / public_html / crystalart / includes / bootstrap.inc ).
    • Предупреждение : Невозможно изменить информацию заголовка — заголовки уже отправлены (вывод начался в / home3 / kumartsc / public_html / crystalart / index.php: 2) в drupal_send_headers () (строка 1216 из /home3/kumartsc/public_html/crystalart/includes/bootstrap.inc ).
    • Предупреждение : невозможно изменить информацию заголовка — заголовки уже отправлены (вывод начался с /home3/kumartsc/public_html/crystalart/index.php:2) в drupal_send_headers () (строка 1216 из c / home3 / kumarts /public_html/crystalart/includes/bootstrap.inc ).
    • Предупреждение : Невозможно изменить информацию заголовка — заголовки уже отправлены (вывод начался в / home3 / kumartsc / public_html / crystalart / index.php: 2) в drupal_send_headers () (строка 1216 из /home3/kumartsc/public_html/crystalart/includes/bootstrap.inc ).
    • Предупреждение : невозможно изменить информацию заголовка — заголовки уже отправлены (вывод начался с /home3/kumartsc/public_html/crystalart/index.php:2) в drupal_send_headers () (строка 1216 из c / home3 / kumarts /public_html/crystalart/includes/bootstrap.inc ).
    • Предупреждение : Невозможно изменить информацию заголовка — заголовки уже отправлены (вывод начался в / home3 / kumartsc / public_html / crystalart / index.php: 2) 於 drupal_send_headers () ( /home3/kumartsc/public_html/crystalart/includes/bootstrap.inc 中 的 第 1216 行)。
    • Предупреждение : Невозможно изменить информацию заголовка — заголовки уже отправлены (вывод начался с /home3/kumartsc/public_html/crystalart/index.php:2) 於 drupal_send_headers () ( / home3 / kumartsc / crystal public_html / includes / bootstrap.inc 中 的 第 1216 行)。
    • Предупреждение : Невозможно изменить информацию заголовка — заголовки уже отправлены (вывод начался в / home3 / kumartsc / public_html / crystalart / index.php: 2) 於 drupal_send_headers () ( /home3/kumartsc/public_html/crystalart/includes/bootstrap.inc 中 的 第 1212 行)。
    • Запрошенная страница не существует. Для вашего удобства поиск был выполнен с использованием запроса , темы 9e1b53 Аррениусовская теория электролитической диссоциации использует .

    沒有 任何 搜尋 結果

    • 請 檢查 您 是否 有 打錯 字。
    • 句子 外面 的 引號 , 單獨 搜尋 每個 關鍵字 «電腦 網路» 的 搜尋 結果 會 比 少。
    • 使用 OR 大 您 的 搜尋 範圍 : 電腦 網路 的 搜尋 結果 會 比 電腦 OR 網路 少。

    реакция электролитической диссоциации

    Электролитическая ячейка — это, по сути, гальваническая ячейка несамопроизвольной реакции (фактически, если бы мы изменили направление электрического тока внутри гальванической ячейки, превысив требуемое напряжение, мы бы создали электролитическую ячейку).каково уравнение диссоциации HCl h4PO4 h4BO3, вы можете объяснить, как это сделать. Например, рассмотрим ионизацию соляной кислоты: хотя некоторые молекулярные соединения, такие как вода и кислоты, образуют электролитические растворы, в большинстве реакций диссоциации участвуют ионные соединения в воде или водных растворах. Примеры реакций диссоциации. Получайте самые важные научные новости дня бесплатно в свой почтовый ящик. Кистяковский, применив для его обоснования химическую теорию растворов Д.И.Вы используете версию браузера с ограниченной поддержкой CSS. Используемый бензол был лучшим из произведенных Кальбаумом и не содержал тиофена. Ионизацию и диссоциацию часто путают, особенно в случае растворения ионных соединений. Можно подумать, что растворение ионных соединений приводит к ионизации, поскольку ионные соединения растворяются в воде, производя заряженные частицы или ионы. при диссоциации одной молекулы гидроксида цезия образуются один цезий-цезий и один гидроксид-анион.Как предсказать осадки с помощью правил растворимости, определения сбалансированного уравнения и примеров, определения слабой кислоты и примеров в химии, химических терминов, которые вы должны знать, определения реакции двойного вытеснения и примеров, свойств ковалентных или молекулярных соединений, доктора наук, биомедицинских наук, Университет Теннесси в Ноксвилле, бакалавр физико-математических наук, Гастингс-колледж. Спасибо, что посетили nature.com. Для веществ с типом ионной связи, таких как NaCl, NaOH, этот процесс включает три последовательных процесса: вначале молекулы воды, имеющие 2 противоположных полюса молекул воды (положительный и отрицательный) и представляющие собой диполь, ориентируются на ионы кристалла.растворы проверены на электролиты и проводимость. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое. Но поваренная соль расторова, серная кислота и гидроксид натрия отлично проводят электрический ток, следовательно, они подвергаются электролитической диссоциации. Есть решения, которые намного лучше проводят электричество. Ему давали постоять в течение нескольких дней над пентоксидом фосфора, из которого его перегоняли, и, наконец, выдерживали над металлическим натрием.Что такое ионное уравнение и как оно используется? Если лампочка осталась потухшей — значит раствор не проводит электричество, значит, это вещество — неэлектролит. Таким образом, в растворе нитрата стронция Sr (NO3) 2, а также в растворах гидроксида цезия CsOH протекает электролитическая диссоциация. Один из способов распознать реакцию диссоциации — это когда есть только один реагент, но несколько продуктов. Когда молекулярное соединение подвергается диссоциации на ионы, реакцию также можно назвать ионизацией.Для этой цели ячейку сопротивления Аррениуса с пластинами на расстоянии менее миллиметра друг от друга поместили последовательно с чувствительным гальванометром и динамо-машиной, создающей давление 110 вольт. Nature 67, 41–42 (1902). При растворении в воде электролиты распадаются на ионы, которые движутся в заданном направлении в присутствии электрического тока. Электропроводность сравнивали с проводимостью воздуха. при диссоциации одной молекулы гидроксида цезия образуются один цезий-цезий и один гидроксид-анион.«Ионизация» — это образование ионов из молекул, а «диссоциация» — это просто отделение уже существующих ионов. Положительно заряженные катионы перемещаются к отрицательному полюсу — катоду, а отрицательно заряженные анионы — к положительному полюсу — аноду. Получите ограниченный по времени или полный доступ к статье на ReadCube. и только после этого гидратированные ионы кажутся расходящимися в разные стороны и начинают двигаться в растворе или хаотически плавиться, пока на них не действует электрическое поле. Когда ячейка содержала воздух, можно было увидеть небольшое движение иглы при замыкании цепи, а при замене воздуха бензолом отклонение было несколько меньше.при диссоциации одной молекулы нитрата стронция образуются один катион стронция и два нитрат-аниона; CsOH = Cs + OH-, т.е. В качестве растворителя был выбран бензол, хотя кажется, что петролейный эфир или толуол были бы одинаково хороши. Почему у армян большие носы? Они присоединяют положительный полюс к отрицательному иону кристалла и, наоборот, отрицательный полюс к положительному иону кристалла; затем происходит гидратация кристаллических ионов с помощью диполей воды. Армянский нос. Электролитическая диссоциация веществ электролита проходит в несколько стадий.Такие вещества называются электролитами. Общая формула реакции диссоциации имеет следующий вид: Реакции диссоциации обычно являются обратимыми химическими реакциями. Жена Гагарина. Например, всем известно, что укладывая волосы феном, лучше не принимать ванну. Это происходит из-за притяжения между положительными и отрицательными ионами в кристалле и отрицательной и положительной полярностью воды. Таким образом, изоляционные свойства были хорошими. Тем временем, чтобы обеспечить постоянную поддержку, мы показываем сайт без стилей. Хотя есть несколько исключений из этого правила, в большинстве ситуаций вам следует использовать.В чем значение тату «волк»? vi. Природа Впоследствии теория электролитической диссоциации была развита и дополнена российскими учеными И.А. Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и принципы сообщества. Этот термин ввел в оборот шведский ученый С.Аррениус, когда изучал свойства растворов, пропускающих электричество.

    фотографии пальм для печати, Домашнее удобрение для моркови, Вход в Microsoft Box, Набор из 100 калорий Набиско, Цены на педикюр с парафиновым воском, Полезны ли печенья Лорны Дун, Лучшие бренды эфирных масел, Различные типы ситечков в кулинарии, Рождественские фильмы Netflix 2017,

    Слабый электролит: определение и примеры — видео и стенограмма урока

    История слабого электролита

    Слабый электролит принадлежит к большему семейству электролитов, показанных на этой диаграмме.

    Электролит — это вещество, которое может распадаться на ионы (в растворе) и обладает способностью проводить электричество (в растворе). Удивительно, что такие молекулы, как хлорид натрия (NaCl), уксусная кислота (Ch4COOH) и азотная кислота (HNO3), могут проводить электричество.

    Имейте в виду, что электролиты — это заряженные частицы, которые могут ионизоваться. Ионизировать — это причудливый способ сказать «распадаться на части» или «растворяться в ионах в растворе». Ионы — это атомы, которые несут заряд из-за лишних или отсутствующих электронов в их энергетической оболочке. Они могут существовать в виде катиона или аниона в зависимости от заряда. Катион — это положительно заряженный ион, а анион — отрицательно заряженный. Об этом важно помнить, когда мы рассмотрим пример слабой диссоциации электролита в воде.

    Проводимость слабых электролитов

    Что касается проводимости, когда электричество проходит через раствор, скажем, через воду, ионы слабого электролита переносят этот заряд, способствуя возникновению электрического тока (в воде).Важно понимать взаимосвязь между силой проводимости и концентрацией ионов слабого электролита в растворе. Частичная диссоциация слабого электролита напрямую влияет на концентрацию (то есть присутствие) их ионов в растворе. Из-за частичной диссоциации в растворе остается меньше ионов. В результате эта пониженная концентрация ионов ослабляет электрическую проводимость. Далее мы рассмотрим хлорид ртути (II) со слабым электролитом и его способность проводить электричество в растворе.

    Пример слабого электролита

    Как показано, хлорид ртути (II) (молекулярная формула: HgCl2) сбрасывается в раствор на водной основе. Когда HgCl2 вступает в реакцию с водой, она начинает растворяться и частично диссоциировать, образуя ионы в растворе. Некоторые молекулы HgCl2 диссоциируют, а другие — нет. Ионы хлорида и ртути, присутствующие в растворе, мигрируют к своим электродам на основе древнего принципа притяжения противоположностей. Таким образом, катионы (Hg +) перемещаются к отрицательному электроду, а анионы (Cl-) перемещаются к положительному электроду. .Эта миграция выполняется для облегчения проведения электрического тока в растворе. Но имейте в виду, что хотя HgCl2 является проводником электричества, эта проводимость плохая из-за его частичной диссоциации в растворе.

    Резюме урока

    Слабые электролиты относятся к большему семейству веществ, называемых электролитами. Электролиты — это вещества, которые ионизируются в растворе и являются проводниками электричества, тогда как слабые электролиты — это электролиты, которые не полностью диссоциируют на ионы в растворе и только частично ионизируются в растворе (примерно 1-10%). Ионизация в растворе относится к соединениям, которые растворяются в растворе, образуя ионы. Ионы — это атомы, которые заряжаются за счет увеличения или уменьшения количества электронов. Катионы и Анионы — это два типа ионов, которые заряжены положительно и отрицательно соответственно. Слабые электролиты в растворе частично диссоциируют на ионы и являются слабыми проводниками электричества. Типы слабых электролитов включают слабые кислоты и основания. Примеры слабых электролитов включают уксусную кислоту и хлорид ртути (II).

    Практика:

    Слабый электролит: тест с определениями и примерами

    Инструкции: Выберите ответ и нажмите «Далее». В конце вы получите свой счет и ответы.

    Вы создаете электрохимическое устройство и хотите использовать слабую кислоту HgCl2. На что распадется этот слабый электролит при растворении в растворе?

    Создайте учетную запись, чтобы пройти этот тест

    Как участник, вы также получите неограниченный доступ к более чем 84 000 уроков математики, Английский язык, наука, история и многое другое.Кроме того, получайте практические тесты, викторины и индивидуальные тренировки, которые помогут вам добиться успеха.

    Попробуй это сейчас

    Настройка займет всего несколько минут, и вы можете отменить ее в любой момент.

    Уже зарегистрированы? Авторизуйтесь здесь для доступа

    Заявка на патент США на СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ СУЛЬФИДА ВОДОРОДА Заявка на патент (Заявка № 20120055808 от 8 марта 2012 г.)

    Изобретение относится к способу электролитической диссоциации сероводорода, растворенного в жидкости, в электролизной ячейке, которая имеет анодное пространство и катодное пространство, при этом анодное пространство и катодное пространство разделены мембраной.

    Нефть, природный газ, уголь и биомасса часто используются в качестве сырья для производства энергии и для производства химических продуктов. Это сырье обычно содержит определенную долю сероорганических соединений. При сгорании или переработке сера остается в отходящих газах в виде оксидов серы, которые вредны для климата и окружающей среды. По этим причинам были предприняты большие усилия по удалению серы из упомянутого сырья до его сжигания или дальнейшей обработки.Самый распространенный метод удаления серы — гидрирование. В этом случае серосодержащие соединения удаляются в виде газообразного сероводорода. Еще одна серьезная задача в настоящее время состоит в том, чтобы отделить полученный сероводород от ценного продукта и преобразовать токсичный газообразный сероводород в нетоксичную серу, которую можно утилизировать на свалке.

    Газоочистители оказались полезными для отделения сероводорода от газовых смесей, содержащих углеводороды.Растворы газоочистителей содержат в качестве активных компонентов относительно нелетучие амины, например, метилдиэтаноламин (МДЭА), диэтаноламин (ДЭА) и т. Д., Которые растворяют кислый сероводород из углеводородсодержащей газовой смеси путем физической сорбции и хемосорбции и в то же время не влияет отрицательно на углеводород. Газоочистители промышленного масштаба обычно одновременно растворяют другие кислые газы, такие как CO 2 , из газовой смеси. Растворы газоочистителя обычно нагревают на втором этапе, чтобы снова десорбировать растворенные газы.Смесь отходящих газов, не содержащая углеводородов, затем на третьей стадии реагирует с воздухом или кислородом в соответствии с процессом Клауса при температуре около 300 ° C с образованием элементарной серы и водяного пара. В последние десятилетия процесс Клауса постоянно совершенствовался, но все еще страдает от высокого потребления энергии, плохой управляемости и связанных с этим высоких выбросов, а также от дорогостоящих мер безопасности из-за обращения с токсичными газами при высокой температуре и давлении. Еще один недостаток состоит в том, что водород, необходимый для гидрирования сероорганических соединений, теряется как сырье из-за реакции в процессе Клауса.Поскольку водород обычно получают из углеводородов путем риформинга, немалая часть ценного продукта теряется при удалении серы.

    В качестве альтернативы также известна электролитическая диссоциация абсорбированного сероводорода на серу и водород. Обычно полисульфиды образуются из сульфида сероводорода на аноде электролизной ячейки. Они разлагаются, например, при подкислении с образованием серы, сульфида и сероводорода. Затем полученную серу можно забрать из электролизера.На катоде электролизера вода восстанавливается до ионов водорода и гидроксида. Ионы гидроксида заменяют щелочь, которая была израсходована в реакции с сероводородом, так что щелочной цикл замыкается и щелочь не расходуется. Чтобы сбалансировать заряд, катионы щелочи мигрируют через мембрану электролизной ячейки из анодного пространства в катодное пространство. Таким образом, в качестве конечных продуктов образуются водород и сера.

    Патент США. В US 3,409,520 описано, например, пропускание газовой смеси сероводорода и углеводорода в электролизер и приведение ее в контакт с электролитом и анодом.В качестве электролита здесь используется водный раствор натриевой соли или соединения, содержащего ионы аммония или калия. Здесь сероводород вводится непосредственно в электролизер. Этот процесс не подходит для промышленного использования.

    Документы US Pat. № 3249522 и патенте США. Патент США № 5019227 также раскрывает разложение сероводорода на серу и водород посредством электролиза, при этом сначала образуются полисульфиды и водород, а затем полисульфиды разлагаются на сульфид и элементарную серу.Электролиз проводят в водном электролите, который обычно содержит соль щелочного металла. Гидроксид аммония также упоминается в качестве альтернативного электролита в патенте США No. № 3 249 522. Гидроксид аммония в этом случае используется в качестве анолита.

    Использование гидроксида аммония в качестве электролита для электролиза сероводорода также известно из патента США No. № 4765873. Органические аминосоединения, которые образуют ионы аммония в водном растворе, были описаны как электролит для электролиза сероводорода в U.С. Пат. № 5,908,545.

    Недостатком использования гидроксида аммония в качестве электролита является то, что NH 3 может улетучиваться в качестве загрязнителя в окружающую среду, а диоксид углерода, который также растворяется в промывном растворе промышленных аминовых скрубберов, соединяется с катионами щелочи, используемой в качестве электролит с образованием карбонатов, которые осаждаются и, таким образом, могут блокировать мембрану. Кроме того, щелочь расходуется на образование карбонатов и затем должна быть заменена для дальнейшего электролиза.В то же время необходимо слить большое количество воды. Это, во-первых, связано с высоким потреблением энергии, а, во-вторых, термическое удаление воды невозможно без десорбции растворенных в ней газов. Кроме того, ни один из описанных процессов не подходит для удаления сероводорода из промышленного раствора аминового скруббера. Это можно объяснить, в частности, тем фактом, что ионы используемых аминов, которые образуются в промышленных растворах аминовых скрубберов, слишком велики для миграции через мембрану.

    Целью настоящего изобретения является создание процесса, который делает возможной электролитическую диссоциацию сероводорода, растворенного в растворе аминового скруббера в электролизной ячейке.

    Цель достигается с помощью процесса электролитической диссоциации сероводорода, растворенного в растворе аминового скруббера в электролизной ячейке, которая имеет анодное пространство и катодное пространство, при этом анодное пространство и катодное пространство разделены мембраной. В процессе реализуется по меньшей мере одна из следующих особенностей:

    • (а) добавление по меньшей мере одного фонового электролита к раствору аминового скруббера,
    • (б) использование анионпроводящей мембраны для разделения анодного пространства и катодное пространство или
    • (c) раствор аминового скруббера, в котором растворен сероводород, содержит по меньшей мере 10% по объему N, N-диметиламиноацетата калия.

    Преимущество способа по изобретению состоит в том, что электролиз для диссоциации сероводорода можно также проводить с использованием промышленных растворов аминовых скрубберов.

    Когда в раствор аминового скруббера добавлен хотя бы один фоновый электролит и / или раствор аминного скруббера содержит не менее 10% по объему N, N-диметиламиноацетата калия, в качестве мембраны, разделяющей анодное пространство, используется катионопроводящая мембрана. и катодное пространство.

    Аминные скрубберы используются для удаления сероводорода из отходящих газов, которые образуются, например, при переработке углеводородов, при газификации угля, при очистке и десульфуризации возобновляемого сырья, а также при производстве биогаза.Аминные скрубберы также используются для удаления сероводорода из природного газа. Помимо сероводорода, газовые потоки обычно дополнительно содержат диоксид углерода, монооксид углерода, сульфид углерода, сульфид углерода, меркаптаны, тиолы и аммиак. Диоксид углерода может содержаться в газовом потоке в больших количествах. В известных процессах, основанных на растворах щелочи или NH 4 , диоксид углерода вызывает трудности, поскольку он реагирует в водном растворе гидроксида с образованием карбонатов. Здесь эквиваленты щелочных металлов потребляются диоксидом углерода, и они больше не используются для химического растворения сероводорода, а также не регенерируются при электролизе.Поэтому при электролизе водных щелочных растворов необходимо в случае смеси диоксида углерода и сероводорода вводить щелочь пропорционально количеству диоксида углерода, что может повлечь за собой большие затраты. По этой причине в настоящее время для очистки газовых потоков используются высококипящие аминовые растворы. Эти растворы имеют низкое давление пара. Газовый поток, загрязненный сероводородом, диоксидом углерода и, возможно, другими компонентами, очищается раствором амина, при этом газовый поток освобождается от всех растворимых компонентов.Очищенный газ выходит из раствора амина в неизменном виде. Используемые газы представляют собой, например, углеводороды. Примеси, такие как сероводород и диоксид углерода, растворяются в растворах амина. Эти аминовые растворы, содержащие примеси, в настоящее время нагревают во втором реакторе, и сероводород, диоксид углерода и другие примеси снова десорбируются.

    Используемые аминные скрубберные растворы обычно имеют очень низкую удельную проводимость и поэтому не подходят для электрохимических процессов.Однако, когда сероводород из газового потока абсорбируется раствором аминового скруббера, ион водорода сероводорода связывается с азотом амина, что приводит к образованию катиона амина. Таким образом образуются соответствующие соли амина с гидросульфидом в качестве противоиона. Это увеличивает проводимость раствора, так что проводимости будет достаточно для проведения электролиза. Однако этот электролиз не работает в случае известных способов, поскольку катионы слишком велики, чтобы проходить через используемые катионпроводящие мембраны.Сопротивление ячеек мембраны слишком велико, и могут быть достигнуты только низкие токи. Поэтому промышленный электролиз невозможен. При относительно высокой загрузке клетки мембрана разрывается из-за размера ионов.

    Было обнаружено, что добавление по меньшей мере одного фонового электролита к жидкости приводит к проводимости, которая достаточно высока для проведения электролиза; кроме того, фоновый электролит также позволяет проводить электролиз, поскольку катионы добавленного фонового электролита могут проходить через мембрану.Кроме того, было обнаружено, что добавление фонового электролита к жидкости не оказывает отрицательного воздействия на абсорбционную способность раствора аминового скруббера для сероводорода. Удивительно, но селективность между фоновым катионом электролита и катионом амина настолько высока, что мембрана не повреждается даже при высоких плотностях тока. Кроме того, было обнаружено, что абсорбция диоксида углерода, который слабо связан с физической адсорбцией в растворе аминового скруббера, не мешает электролизу.Добавление поддерживающего электролита также не высвобождает свободную щелочь, поэтому образование карбоната подавляется. Это приводит к тому, что углекислый газ абсорбируется до насыщения в растворе аминового скруббера, и при достижении насыщения углекислый газ больше не может абсорбироваться из скруббера.

    Еще одна промышленно важная проблема, связанная со способами, известными из предшествующего уровня техники, — это пассивирование анода электролизной ячейки серой. Однако в способе изобретения сера осаждается только тогда, когда pH падает ниже значения, которое зависит от амина в аминовом скрубберном растворе.Однако pH можно легко контролировать, что делает возможной целенаправленную регулировку электролиза. Можно поддерживать pH раствора аминового скруббера на уровне, при котором сера остается растворенной в растворе аминного скруббера, например, путем целенаправленного добавления кислоты или щелочи. Подходящими кислотами или щелочами для установки pH являются, например, минеральные кислоты, например серная кислота, азотная кислота, соляная кислота или фосфорная кислота, и / или гидроксиды щелочных металлов, в частности гидроксид натрия, гидроксид калия или гидроксид лития.

    Подходящими фоновыми электролитами, которые могут быть добавлены к раствору аминного скруббера, являются, в частности, соли щелочного металла. Подходящими щелочными металлами являются, в частности, литий, натрий и калий.

    Анион фонового электролита предпочтительно выбран из группы, состоящей из сульфата, сульфида, фосфата, гидроксида, галогенида, карбоната и сероводорода. Когда анион представляет собой галогенид, особенно предпочтителен хлорид.

    Особенно предпочтительными фоновыми электролитами являются хлориды щелочных металлов и, в частности, хлорид натрия.

    Помимо упомянутых неорганических солей, фоновый электролит альтернативно также может быть органической солью щелочного или щелочноземельного металла. Подходящими органическими солями щелочных или щелочноземельных металлов являются, например, типичные органические фоновые электролиты, например относительно небольшие водорастворимые карбоксилаты, в частности формиаты, ацетаты и оксалаты, а также все типы депротонированных аминокислот.

    Доля фонового электролита в растворе аминового скруббера, содержащем сероводород, предпочтительно находится в диапазоне от 1 до 13.8% по весу. Доля поддерживающего электролита предпочтительно близка к пределу насыщения. Молярное отношение фонового электролита к растворенному сероводороду предпочтительно находится в диапазоне от 1 до 2.

    Раствор, образующийся при электролизе, предпочтительно удаляют из анодного пространства перед образованием трисульфидов. Раствор, удаленный из анодного пространства, подкисляется вне электролизера. Это приводит к разложению дисульфидов на серу и сульфиды с осаждением серы.Образовавшаяся сера легко фильтруется и отделяется от оставшегося раствора. После отделения серы раствор вводится в катодное пространство. Соль, образованная катионом амина и анионом фонового электролита, депротонируется в катодном пространстве образующимися там гидроксид-ионами, так что соль электролита и свободный амин образуются снова. Таким образом, раствор можно повторно использовать для газоочистки. Электронейтральность приводит к тому, что количество полученного основания точно соответствует количеству окисленного сульфида.

    Любой сероводород, выделяющийся при подкислении раствора дисульфида, полностью резорбируется в катодном пространстве из-за избытка эквивалентов щелочи, так что выделяются только низкие выбросы.

    Кислоту, необходимую для осаждения серы из раствора дисульфида, можно добавить отдельно. Однако эту кислоту также можно получить электрохимическим способом. Если, например, часть раствора после осаждения серы рециркулирует в анодное пространство электролизной ячейки, имеющей такую ​​же структуру, вода, а не сульфид, окисляется при преобладающем там pH.В то время как щелочь и водород образуются в катодном пространстве, как при электролизе сероводорода, на анодной стороне образуется кислота. Это может быть использовано для инициирования осаждения серы.

    Когда хлорид натрия используется в качестве фонового электролита, его можно, например, сначала растворить в растворе аминового скруббера. Ионы натрия очень подходят для прохождения через используемую катионпроводящую мембрану. В анодном пространстве электролизной ячейки сульфид-ионы окисляются до дисульфид-ионов, не наблюдая осаждения серы.Чтобы сбалансировать заряд, два иона натрия проходят через мембрану в катодное пространство. В катодном пространстве вода восстанавливается и образуются ионы водорода и гидроксида. Ионы хлора остаются в анодном пространстве и вместе с катионами аммония образуют хлорид аммония. Это приводит к снижению pH раствора. После превращения 50%, исходя из исходной концентрации сульфида, в растворе присутствуют только ионы дисульфида. При дальнейшем электролизе образуются ионы трисульфида.Однако они нестабильны при используемом pH и разлагаются на серу и сульфид.

    В катодном пространстве образующиеся гидроксид-ионы депротонируют хлорид катионов аммония и реформируют хлорид натрия и свободный амин, которые снова можно использовать для газоочистки. Электронейтральность приводит к тому, что количество полученного основания точно соответствует количеству окисленного сульфида. Таким образом образуется ровно столько хлоридов, сколько катионов амина.

    Из-за избытка фонового электролита в растворе аминового скруббера проводимость раствора остается в основном постоянной в течение всего процесса электролиза.

    Значение pH, при котором можно подавить образование серы, независимо от используемого аминного скруббера предпочтительно находится в диапазоне от 7,5 до 8,5. катион-проводящая мембрана используется в качестве мембраны. Когда используется анионпроводящая мембрана, сульфид-ионы, содержащиеся в растворе аминного скруббера, мигрируют через мембрану. Сульфид-ионы обладают достаточно хорошей проводимостью через анинопроводящую мембрану, поэтому добавление поддерживающего электролита не требуется.

    Подходящими анионпроводящими мембранами являются, например, мембраны, которые содержат полимер, имеющий четвертичные аммониевые группы или фосфониевые группы. Одной подходящей анионопроводящей мембраной является, например, FUMASEP FAA® от FuMA-Tech GmbH.

    В особенно предпочтительном варианте добавляют, по меньшей мере, один фоновый электролит и используют анионпроводящую мембрану. Это имеет то преимущество, что общая проводимость увеличивается за счет добавления поддерживающего электролита, и в результате может быть снижено потребление энергии при электролизе.Подходящими фоновыми электролитами являются те же соли, которые описаны выше. Особенно предпочтительными солями здесь также являются соли щелочных металлов, в частности галогениды щелочных металлов и особенно предпочтительно хлорид натрия.

    Раствор аминного скруббера, который используется для удаления сероводорода из газового потока, предпочтительно представляет собой водный раствор, содержащий не менее 10% по объему метилдиэтаноламина (MDEA), диэтаноламина (DEA), аминоэтоксиэтанола (ADEG), диизопропаноламина (DIPA). или N, N-диметиламиноацетат калия.Доля метилдиэтаноламина (MDEA), диэтаноламина (DEA), аминоэтоксиэтанола (ADEG), диизопропаноламина (DIPA) или N, N-диметиламиноацетата калия в растворе аминового скруббера особенно предпочтительно находится в диапазоне от 30 до 50% по объему.

    Среди этих аминов особое предпочтение отдается N, N-диметиламиноацетату калия. Преимущество использования N, N-диметиламиноацетата калия состоит в том, что даже при использовании катионпроводящей мембраны нет необходимости добавлять дополнительный фоновый электролит.При электролизе ион калия может проходить через катионпроводящую мембрану.

    Когда раствор аминного скруббера представляет собой водный раствор, содержащий N, N-диметиламиноацетат калия, он предпочтительно содержит по меньшей мере 10% по объему N, N-диметиламиноацетата калия. В частности, доля N, N-диметиламиноацетата калия в растворе аминового скруббера находится в диапазоне от 30 до 48% по объему.

    Электропроводность раствора, содержащего N, N-диметиламиноацетат калия, изначально очень низкая, но проводимость увеличивается с насыщением сероводородом до достаточно высокого значения.Таким образом, проводимость 40% -ного водного раствора N, N-диметиламиноацетата калия может увеличиваться до 100 мСм / см после насыщения сероводородом. Этого значения достаточно для проведения электролиза. Однако дальнейшее улучшение электролиза может быть достигнуто путем добавления поддерживающего электролита.

    Иллюстративные варианты осуществления изобретения показаны на чертежах и описаны более подробно в нижеследующем описании.

    На чертежах:

    РИС.1 показана блок-схема очистки отходящих газов с помощью электролизера для диссоциации сероводорода,

    Фиг. 2 представлена ​​блок-схема очистки отходящих газов с помощью электролизера для диссоциации сероводорода и кислотного электролиза.

    РИС. 1 представлена ​​блок-схема очистки отходящих газов с помощью электролизера для диссоциации сероводорода.

    Отходящий газ, содержащий сероводород, который должен быть очищен, подается в аминовый скруббер 1 по питающей линии 3 .Отходящий газ поступает, например, из нефтяной или газоперерабатывающей промышленности. Таким образом, природный газ, содержащий сероводород, например, может подаваться в аминовый скруббер 1 , так что сероводород удаляется из природного газа в аминном скруббере 1 . В качестве альтернативы отходящий газ, подаваемый в аминовый скруббер 1 , также может быть, например, любым другим нефтеперерабатывающим газом, полученным в нефтедобывающей или газоперерабатывающей промышленности. Любой другой отходящий газ, содержащий сероводород, также может подаваться в аминовый скруббер 1 .

    Любой газоочиститель, известный специалистам в данной области техники, подходит в качестве аминного скруббера 1 . Скрубберы, например, в которых очищаемый газ пропускают через содержащуюся в нем промывочную жидкость или в которых промывочная жидкость распыляется в колонну, обычно используются в качестве газоочистителей. Другими подходящими скрубберами являются, например, скрубберы Вентури, струйные скрубберы или скрубберы. В зависимости от конструкции аминового скруббера 1 он может работать как в прямотоке, так и в противотоке.Очищенный отходящий газ, то есть отходящий газ, из которого был удален сероводород, отводится из аминового скруббера 1 через отвод 5 .

    Водный раствор амина используется в качестве промывочной жидкости в аминовом скруббере 1 . Обычно используемые амины представляют собой, например, метилдиэтаноламин, диэтаноламин, аминоэтоксиэтанол, диизопропаноламин или N, N-диметиламиноацетат калия. Сероводород растворяется в растворе скруббера с образованием ионов сероводорода и катионов амина за счет протонирования атома азота в амине.Раствор аминного скруббера, в котором растворен сероводород, подают по питающей линии 7 в анодное пространство 9 электролизной ячейки 11 . В анодном пространстве 9 дисульфид образуется из сульфид-ионов, содержащихся в растворе аминового скруббера, с высвобождением двух электронов. Необходимый баланс заряда достигается за счет транспортировки катионов через катионопроводящую мембрану 13 в катодное пространство 15 .Согласно изобретению катионы представляют собой катионы фонового электролита, который добавляют в раствор аминного скруббера. Катионы амина, содержащиеся в растворе аминного скруббера, обычно слишком велики для переноса через поры катионпроводящей мембраны 13 .

    Электролит из анодного пространства 9 подается в установку для осаждения серы 17 . Чтобы снизить pH, кислота добавляется в устройство для осаждения серы 17 через трубопровод подачи кислоты 19 .В результате добавления кислоты дисульфид разлагается на серу и сульфид. Сера выпадает в осадок. Осажденная сера отводится из аппарата для осаждения серы 17 через отвод серы 21 .

    Из устройства для осаждения серы 17 водный раствор амина, который все еще содержит сульфид-ионы, направляется в катодное пространство 15 электролизной ячейки 11 .В катодном пространстве 15 водород образуется при захвате электронов от катода 23 . В то же время амин снова переходит в незаряженное состояние за счет образования водорода. Водород отбирают из процесса через отвод водорода 25 . Водный раствор амина, который все еще содержит сульфид, подается в виде промывочного раствора обратно в аминовый скруббер 1 по линии 27 , с помощью которой катодное пространство 15 соединяется с аминовым скруббером 1 .

    РИС. 2 представлена ​​блок-схема очистки отходящих газов с помощью электролизера для диссоциации сероводорода и кислотного электролиза.

    Вариант осуществления, показанный на фиг. 2 отличается от варианта осуществления, показанного на фиг. 1 тем, что кислоту, необходимую для осаждения серы, получают в ячейке для кислотного электролиза 29 . Кислота поступает из ячейки для кислотного электролиза 29 по кислотной линии 31 в аппарат для осаждения серы 17 .В показанном здесь варианте осуществления фильтрующий элемент 33 предусмотрен в устройстве для осаждения серы 17 , чтобы удалить твердые частицы, например осажденную серу, из раствора. Любой фильтрующий элемент, известный специалистам в данной области техники, подходит в качестве фильтрующего элемента 33 . Соответствующий фильтрующий элемент 33 , конечно, также может быть предусмотрен в устройстве для осаждения серы 17 , показанном на фиг. 1. Подходящими фильтрующими элементами 33 являются, например, фильтр-прессы, фильтры для центробежной очистки, пластинчатые фильтры, декантерные центрифуги и ленточные фильтры.Однако также можно использовать любой другой подходящий фильтрующий элемент, известный специалистам в данной области техники.

    После фильтрации через фильтрующий элемент 33 раствор подается в ячейку кислотного электролиза 29 . Здесь раствор равномерно вводится в анодное пространство 35 и катодное пространство 37 ячейки для кислотного электролиза 29 . Конструкция ячейки для кислотного электролиза 29 предпочтительно соответствует структуре ячейки электролиза 11 .Анодное пространство 35 и катодное пространство 37 ячейки для кислотного электролиза 29 аналогично отделены друг от друга мембраной 39 . Мембрана предпочтительно изготовлена ​​из того же материала, что и мембрана 13 электролизной ячейки 11 . Электролиз воды происходит в ячейке кислотного электролиза 29 , при этом водород и основание катиона фонового электролита образуются в катодном пространстве 37 ячейки кислотного электролиза 29 и кислота аниона фонового электролита, образующегося в анодном пространстве 35 ячейки для кислотного электролиза 29 .Затем эта кислота подается по кислотной линии 31 в устройство для осаждения серы 17 . Из катодного пространства 37 ячейки для кислотного электролиза 29 раствор подается дальше в катодное пространство 15 электролизной ячейки 11 .

    В качестве поддерживающего электролита предпочтительно использовать хлорид натрия. Когда хлорид натрия используется в качестве фонового электролита, соляная кислота образуется в анодном пространстве 35 ячейки для кислотного электролиза 29 , а гидроксид натрия и водород образуются в катодном пространстве 37 ячейки для кислотного электролиза 29 .

    Преимущество использования ячейки для кислотного электролиза 29 состоит в том, что количество производимой кислоты точно соответствует количеству основания, производимого в катодном пространстве 37 ячейки для кислотного электролиза 29 . Таким образом поддерживается кислотно-щелочной баланс. В частности, было обнаружено, что когда хлорид натрия используется в качестве фонового электролита, на аноде не происходит образования кислорода. Кроме того, не образуются побочные продукты, такие как сульфиты, тиосульфаты или сульфаты.Еще одно преимущество использования вспомогательного электролита, в частности хлорида натрия, состоит в том, что проводимость раствора остается в основном постоянной в течение всего процесса электролиза.

    При использовании N, N-диметиламиноацетата калия ионы калия могут переноситься через катионпроводящую мембрану 13 . Следовательно, нет необходимости в использовании дополнительного поддерживающего электролита.

    В качестве альтернативы вариантам осуществления, показанным на фиг.1 и 2, также можно использовать анионопроводящую мембрану вместо катионпроводящей мембраны 13 . В этом случае ионы сульфида переносятся через анионпроводящую мембрану из катодного пространства 15 электролизной ячейки 11 в анодное пространство 9 электролизной ячейки 11 .

    ПРИМЕРЫ Пример 1

    Электролитическая диссоциация сероводорода осуществляется с использованием электролизной ячейки, в которой анодное пространство и катодное пространство разделены катион-проводящей мембраной.Мембрана Nafion® используется в качестве катионпроводящей мембраны. В качестве анода и катода используются графитовые пластины площадью 100 см. 2 . Электролиз проводили при комнатной температуре и атмосферном давлении. В процессе эксперимента электролит нагревается за счет омических потерь тепла.

    Анодный контур заполнен 532 г раствора аминового скруббера, в котором был абсорбирован сероводород. Для получения раствора аминового скруббера 200 г метилдиэтаноламина и 300 г воды помещают в промывную башню.В растворе растворяют 80 г NaCl. Пустая промывочная бутыль и промывочная склянка, заполненная раствором NaOH для поглощения избыточного сероводорода, подсоединяются к промывной башне. В раствор пропускают газообразный сероводород до тех пор, пока раствор не станет насыщенным и сероводород перестанет абсорбироваться. Раствор абсорбирует 35 г сероводорода. Удельная проводимость раствора 72 мСм / см.

    Катодный контур электролизной ячейки заполнен 500 г 1 н. Раствора NaOH.Отходящий газ из анодного контура проверяется на образование кислорода с помощью кислородного датчика. Оба контура заполнены азотом 40 л / ч.

    Для электролиза используется постоянный электрический ток 30 А (3000 А / м 2 ). Примерно через 24 Ач (конверсия 44%) и pH в анодном контуре 8 наблюдается осаждение серы. Если электролиз остановить при pH 8, сера не выпадет в осадок. Сера, которая уже выпала в осадок, повторно растворяется при pH> 8.

    Пример 2

    Электролиз проводят в электролизной ячейке, как описано в примере 1. Однако в анодную цепь загружают 537 г раствора аминового скруббера на основе N, N-диметиламиноацетата калия. Для приготовления раствора 200 г N, N-диметиламиноацетата калия и 300 г воды помещают в промывную башню. Пустая промывочная бутыль и промывочная склянка, заполненная раствором гидроксида натрия для поглощения избыточного сероводорода, подсоединены к промывной башне.Затем в промывной раствор пропускают газообразный сероводород до насыщения раствора. Раствор абсорбирует 49 г сероводорода. Удельная проводимость раствора составляет 118 мСм / см.

    Катодный контур электролизной ячейки заполнен 500 г 1 н. Раствора КОН. Отходящий газ из анодного контура проверяется на образование кислорода с помощью кислородного датчика. Оба контура заполнены азотом 40 л / ч.

    Используется постоянный электрический ток 20 А (2000 А / м 2 ).После примерно 34 Ач (конверсия 44%) и pH в анодном контуре 8,5 наблюдается осаждение серы. Если электролиз остановить при pH 8,5, сера не выпадет в осадок. Сера, которая уже выпала в осадок, повторно растворяется при pH> 8,5.

    Пример 3

    Используется электролизер, в котором анодное пространство и катодное пространство разделены катион-проводящей мембраной из Nafion®. Графитовые стержни диаметром 12 мм используются в качестве анодов и катодов. Электролиз проводили при комнатной температуре и атмосферном давлении.В процессе эксперимента электролит нагревается за счет омических потерь тепла.

    Анодный контур электролизной ячейки заполнен 44 г раствора аминового скруббера, а катодный контур заполнен 34 г раствора аминового скруббера. Раствор аминного скруббера получают, как описано в примере 1. Для электролиза используют постоянный электрический ток 1 А (около 885 мА / см 2 ). Примерно через 2,0 Ач (50% конверсия) и pH в анодном пространстве 8 наблюдается осаждение серы.Если электролиз остановить при pH 8, сера не выпадет в осадок. Сера, которая уже выпала в осадок, повторно растворяется при pH> 8.

    Пример 4

    Используется электролизная ячейка, как описано в примере 3. Однако вместо катионпроводящей мембраны используется анион-проводящая мембрана (FUMASEP FAA®). Электролиз также проводят при комнатной температуре и атмосферном давлении. В процессе эксперимента электролит нагревается за счет омических потерь тепла.Анодный контур заполнен 35 г раствора аминового скруббера, а катодный контур заполнен 33 г раствора аминового скруббера. Раствор аминного скруббера получают, как описано в примере 1. Для электролиза используют постоянный электрический ток 0,7 А (около 620 мА / см 2 ). Примерно после 1,4 Ач (конверсия 44%) и pH в анодном пространстве 8 наблюдается осаждение серы. Если электролиз остановить при pH 8, сера не выпадет в осадок. Сера, которая уже выпала в осадок, повторно растворяется при pH> 8.

    СПИСОК НОМЕРОВ
    • 1 аминовый скруббер
    • 3 подводящий трубопровод
    • 5 отводной
    • 7 подводящий трубопровод
    • электролизер 902 902

      катионпроводящая мембрана
    • 15 катодное пространство
    • 17 аппарат для осаждения серы
    • 19 линия подачи кислоты
    • 21 отвод серы
    • 23 отвод водорода
    • водород
    • 27 линия
    • 29 ячейка кислотного электролиза
    • 31 линия кислоты
    • 33 фильтрующий элемент
    • 35 анодное пространство ячейки кислотного электролиза 29
    • ячейка кислотного электролиза 2 9
    • 39 мембрана
    .

    Author: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *