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  • 怎么區(qū)別強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)?

    怎么區(qū)別強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)?
    其他人氣:733 ℃時間:2020-04-08 10:45:18
    優(yōu)質(zhì)解答
    決定強(qiáng)、弱電解質(zhì)的因素較多,有時一種物質(zhì)在某種情況下是強(qiáng)電解質(zhì),而在另一種情況下,又可以是弱電解質(zhì).下面從鍵型、鍵能、溶解度、濃度和溶劑等方面來討論這些因素對電解質(zhì)電離的影響.   
    (1)電解質(zhì)的鍵型不同,電離程度就不同.已知典型的離子化合物,如強(qiáng)堿〔NaOH、KOH、Ba(OH)2〕、大部分鹽類(NaCl、CaCl2等)以及強(qiáng)極性化合物(如HCl、H2SO4等),在極性水分子作用下能夠全部電離,導(dǎo)電性很強(qiáng),我們稱這種在水溶液中能夠完全電離的物質(zhì)為強(qiáng)電解質(zhì).而弱極性鍵的共價化合物,如CH3COOH、HCN、NH3·H2O等,在水中僅部分電離,導(dǎo)電性較弱,我們稱這種在水溶液中只能部分電離的物質(zhì)為弱電解質(zhì).所以,從結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來看,強(qiáng)、弱電解質(zhì)的區(qū)分是由于鍵型的不同所引起的.但是,僅從鍵型來區(qū)分強(qiáng)、弱電解質(zhì)是不全面的,即使強(qiáng)極性共價化合物也有屬于弱電解質(zhì)的情況,HF就是一例.因此,物質(zhì)在溶液中存在離子的多少,還與其他因素有關(guān).
      
    (2)相同類型的共價化合物由于鍵能不同,電離程度也不同.例如,HF、HCl、HBr、HI就其鍵能來說是依次減小的,這可從它們的電負(fù)性之差或氣體分子的偶極矩來說明.   從它們分子內(nèi)核間距的依次增大,分子的鍵能依次減小來看,HF的鍵能最大,分子結(jié)合得最牢固,在水溶液中電離最困難.再加上HF分子之間由于形成氫鍵的緣故而有締合作用,雖然在水分子的作用下一部分HF離子化,離解為H3O和F,但離解出來的F很快地又和HF結(jié)合成為HF2、H2F3、H3F4等離子.在1 mol/L HF溶液中,F僅占1%,HF2占10%,而大部分都是多分子聚合的離子:H2F3、H3F4……這樣就使HF成為一種弱酸,而HCl、HBr、HI都是強(qiáng)酸.從HCl→HI,它們分子內(nèi)的核間距依次增大,鍵能依次減小,所以它們的電離度逐漸略有所增大.但是,僅從鍵能大小來區(qū)分強(qiáng)、弱電解質(zhì)也是片面的,有些鍵能較大的極性化合物也有屬于強(qiáng)電解質(zhì)的情況.例如,H—Cl的鍵能(431.3 kJ/mol)比H—S的鍵能(365.8 kJ/mol)大,在水溶液中HCl卻比H2S容易電離.   
    (3)電解質(zhì)的溶解度也直接影響著電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力.有些離子化合物,如BaSO4、CaF2等,盡管它們?nèi)苡谒畷r全部電離,但它們的溶解度很小,使它們的水溶液的導(dǎo)電能力很弱,但它們在熔融狀態(tài)時導(dǎo)電能力很強(qiáng),因此仍屬強(qiáng)電解質(zhì).   
    (4)電解質(zhì)溶液的濃度不同,電離程度也不同.溶液越稀,電離度越大.因此,有人認(rèn)為如鹽酸和硫酸只有在稀溶液中才是強(qiáng)電解質(zhì),在濃溶液中,則是弱電解質(zhì).由蒸氣壓的測定知道10 mol/L的鹽酸中有0.3%是共價分子,因此10 mol/L的鹽酸中HCl是弱電解質(zhì).通常當(dāng)溶質(zhì)中以分子狀態(tài)存在的部分少于千分之一時就可認(rèn)為是強(qiáng)電解質(zhì),當(dāng)然在這里“強(qiáng)”與“弱”之間是沒有嚴(yán)格界限的.   
    (5)溶劑的性質(zhì)也直接影響電解質(zhì)的強(qiáng)弱.例如,對于離子化合物來說,水和其他極性溶劑的作用主要是削弱晶體中離子間的引力,使之解離.根據(jù)庫侖定律,離子間的引力為:   
    式中k為靜電力常量,Q1、Q2為離子的電量,r為離子間距離,ε為溶劑的介電常數(shù).從上式可以看出,離子間引力與溶劑的介電常數(shù)成反比.水的介電常數(shù)ε=81,所以像LiCl、KCl這些離子化合物,在水里易于電離,表現(xiàn)出強(qiáng)電解質(zhì)的性質(zhì).而乙醇和苯等介電常數(shù)較?。ㄒ掖鸡?27,苯ε=2),離子化合物在其中難于電離,表現(xiàn)出弱電解質(zhì)的性質(zhì).   因此弱電解質(zhì)和強(qiáng)電解質(zhì),并不是物質(zhì)在本質(zhì)上的一種分類,而是由于電解質(zhì)在溶劑等不同條件下所造成的區(qū)別,彼此之間沒有明顯的界限.
    判斷
      
    電解質(zhì)是指在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔?例如酸、堿和鹽等.凡在上述情況下不能導(dǎo)電的化合物叫非電解質(zhì),例如蔗糖、酒精等.  
     
    能導(dǎo)電的化合物不一定是電解質(zhì),判斷某化合物是否是電解質(zhì),不能只憑它在水溶液中導(dǎo)電與否,還需要進(jìn)一步考察其晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的性質(zhì)等因素.例如,判斷硫酸鋇、碳酸鈣和氫氧化鐵是否為電解質(zhì).硫酸鋇難溶于水,溶液中離子濃度很小,其水溶液不導(dǎo)電,似乎為非電解質(zhì).但熔融的硫酸鋇卻可以導(dǎo)電.因此,硫酸鋇是電解質(zhì).碳酸鈣和硫酸鋇具有相類似的情況,也是電解質(zhì).從結(jié)構(gòu)看,對其他難溶鹽,只要是離子型化合物或強(qiáng)極性共價型化合物,盡管難溶,但溶的那部分是完全電離的,所以也是電解質(zhì).因?yàn)槿芙馐墙^對的,不溶是相對的.沒有絕對不溶的物質(zhì).
      
    氫氧化鐵的情況則比較復(fù)雜,Fe3+與OH-之間的化學(xué)鍵帶有共價性質(zhì),它的溶解度比硫酸鋇還要??;而溶于水的部分,其中少部分又有可能形成膠體,其余亦能電離成離子.但氫氧化鐵也是電解質(zhì).  
     
    判斷氧化物是否為電解質(zhì),也要作具體分析.非金屬氧化物,如SO2、SO3、P2O5、CO2等,它們是共價型化合物,液態(tài)時不導(dǎo)電,所以不是電解質(zhì).有些氧化物在水溶液中即便能導(dǎo)電,但也不是電解質(zhì).因?yàn)檫@些氧化物與水反應(yīng)生成了新的能導(dǎo)電的物質(zhì),溶液中導(dǎo)電的不是原氧化物,如SO2本身不能電離,而它和水反應(yīng),生成亞硫酸,亞硫酸為電解質(zhì).金屬氧化物,如Na2O,MgO,CaO,Al2O3等是離子化合物,它們在熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ?因此是電解質(zhì).   
    可見,電解質(zhì)包括離子型或強(qiáng)極性共價型化合物;非電解質(zhì)包括弱極性或非極性共價型化合物.電解質(zhì)水溶液能夠?qū)щ?是因電解質(zhì)可以離解成離子.至于物質(zhì)在水中能否電離,是由其結(jié)構(gòu)決定的.因此,由物質(zhì)結(jié)構(gòu)識別電解質(zhì)與非電解質(zhì)是問題的本質(zhì).  
     另外,有些能導(dǎo)電的物質(zhì),如所有的金屬既不是電解質(zhì),也不是非電解質(zhì).因它們并不是能導(dǎo)電的化合物,而是單質(zhì),不符合電解質(zhì)的定義,例如,硫酸鋇雖然是難溶物質(zhì),但是溶解的成分在水中是完全電離,所以硫酸鋇是強(qiáng)電解質(zhì).
      大多數(shù)鹽類是強(qiáng)電解質(zhì),少數(shù)的鹽有形成共價鍵的傾向,電離度很小,屬于弱電解質(zhì).   例如,氯化汞、碘化鎘等雖然也是由離子組成的,但是Hg和Cd容易被陰離子所極化,而Cl、I等又是容易極化的陰離子,由于陽、陰離子間的相互極化作用,電子云產(chǎn)生較大的變形,引起了鍵的性質(zhì)的改變,它們的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)不如離子晶體那樣高.  
     HgCl2 CdI2   熔點(diǎn)/℃ 276 388   沸點(diǎn)/℃ 302 713   實(shí)驗(yàn)證明,HgCl2的水溶液幾乎不導(dǎo)電,即使在很稀的溶液中,它的電離度也不超過0.5%.這說明HgCl2在溶液里主要是以分子形式存在的,只有少量的HgCl、Hg和Cl離子.   過渡金屬的鹽在水溶液中常出現(xiàn)類似于上述的情況.
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