: 0,186 0,190
0,353 0,340i = Tэксп / Трасч
i > 1
i = 1
Возьмем 0,1 моляльные растворы
СO(NH2)2, CH3COOH, NaNO3, KCl
Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Лекция №5 Растворы электролитов
Содержание
- 1. Лекция №5 Растворы электролитов
- 2. Трасч = Ккр Сm = 1,86 ∙
- 3. Сахар - тока нет
- 4. Теория электролитической диссоциацииПричины электролитической диссоциации Ослабление кулонов-
- 5. Следствие из закона Рауля для электролитовTкип =
- 6. 0 1Степень электролитической диссоциации0
- 7. слабые
- 8. C ростом Т значение увеличиваетсяАВ
- 9. При связывании ионов диссоциация усиливаетсяСвязывание ионов6.H2S 2H+ + S2- Cu2+ + S2- = CuS
- 10. Cпособы определения степени электролитической диссоциации1. Способ основан
- 11. 2. Способ основан на измерении удельной электропроводности раствораЭлектродыМиллиамперметрВыпрямитель токаТрансформатор
- 12. Удельная электропроводность раствора æ (ом-1 · см-1)
- 13. T = const HCN H+ +
- 14. Ступенчатая диссоциация H2S H+
- 15. Закон оазбавлени Оствальда( для слабых бинарных электролитов)
- 16. Диссоциация воды Водородный показатель
- 17. H2O H+ + OH–(
- 18. Т, С
- 19. Добавим в раствор кислоту:Чистая водаДобавим в раствор щелочь:[Н+]>10-7 (~10-3)10-7
- 20. Водородный показательрН = - lg Н+]Нейтральный
- 21. Методы определения рНИнструментальный (рН-метры)C помощью индикаторов (лакмус,
- 22. Основные положения теории электролитической диссоциацииПосмотрите
- 23. Лекция №5РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
- 24. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ 1. Электролиты
- 25. 3. Свойства ионов отличаются от свойствпростых веществ
- 26. 5. Раствор электронейтрален, т.к. сумма всех положительных зарядов равна сумме всех отрицательных.6.Под действием тока:Катод–Анод+катионыанионы
- 27. Диссоциация – процесс обратимый КИСЛОТЫHCl ↔ H+
- 28. Ионные реакцииХимические реакцииБез изменения степени окисленияС изменением степени окисленияРеакции обменного типаОкислительно-восстановительные реакцииследующий слайд
- 29. - обменаAgNO3 + NaCl = AgCl↓+ NaNO3
- 30. Все реакции, протекающие в водных растворах электролитов – это реакции между ионами, т.е. ИОННЫЕ РЕАКЦИИ
- 31. Обменные рекции в водных растворахпротекают до конца
- 32. При составлении ионных уравнений осадки (↓) газы (↑) воду H2O комплексную частицу [Cu(NH3)4]2+записываем одной формулой
- 33. ПРИМЕР 1) Молекулярное уравнение:Na2SO4
- 34. Расчетные методы определения рН Р-р НF,
- 35. Р-р Са(ОН)2 СМ = 10-3
- 36. . Р-р NH3 · H2O
- 37. Примеры гидрометаллургических процессов,
- 38. Изменяя кислотность раствора при выщелачивании, можно осадить
- 39. Микропримеси удаляют из раствора сульфата цинка либо
- 40. 3. Электролиз растворов сульфата цинка.Электролиз проводится в
- 41. Металлургия вольфрамаОсновными минералами вольфрама, имеющими практическое значение,
- 42. Вскрытие вольфрамитового концентрата производят путем спекания содой
- 43. C гидролитическим выделением кремниевой кислоты совмещают очистку
- 44. Из очищенного от примесей раствора вольфрамата натрия,
- 45. Скачать презентанцию
Трасч = Ккр Сm = 1,86 ∙ 0,1 = 0,186Tэксп : 0,186 0,190 0,353 0,340i = Tэксп /
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2Трасч = Ккр Сm = 1,86 ∙ 0,1 = 0,186
Tэксп
Слайд 3 Сахар - тока нет
NaCl – ток
есть
NaCl Na+ + Cl-
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ
ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ
Слайд 4Теория электролитической диссоциации
Причины электролитической диссоциации
Ослабление кулонов- ского взаимодействия
частиц
вещества за
счет высокой
диэлектрической
проницаемости р-ля
z+ z─F = - k ———
r2
(H2O) = 81
- диэлектрическая
проницаемость среды
Ионизация молекул в растворе как следствие их взаимодействия с полярными молекулами Н2О
NaOH Na+ + OH-
HCl H++Cl-
H2SO4 2H++(SO4)2-
Слайд 5Следствие из закона Рауля для электролитов
Tкип = i Kэб.
Cm
Tкр = i Kкр Cm
lim i =
nC 0
HCl Fe(NO3)3 Al2(SO4)3
n
2
4
5
i 1
вещества
электролиты
неэлектролиты
не проводят эл. ток
проводят эл.ток
оксиды, орг.в-ва
соли, к-ты, основания
Слайд 60 1
Степень электролитической диссоциации
0
100 %
Связь и i
i = 1 +α (n-1)
Для слабых
электролитов = 0, i = 1
Слайд 7 слабые средней
силы сильные
0
3 % 3 % 30 % 30 % 100 %1. H2O
2. Кислоты
H2CO3, H2S,
HCN, HNO3
CH3COOH
3. Основания,
NH4OH
4. Некоторые соли
1. Кислоты:
H2SO4, HNO3, HCl,
HBr, HI, HClO4
2. Основания:
LiOH, NaOH …
Ca(OH)2, Sr(OH)2,
Ba(OH)2
3. Все соли
Слабые и сильные электролиты
Слайд 8 C ростом Т значение увеличивается
АВ А+ +
В-, Н > 0 (эндо-)
Природа
растворенного вещества1.
Природа растворителя
2.
Т
3.
Факторы, влияющие
на степень электролитической диссоциации
С
4.
При уменьшении С (при разбавлении) значение растет ( 1, когда V )
Введение одноименного иона в растворе подавляет диссоциацию
Одноименные ионы
5.
NH4H2O NH4+ OH
NH4+
+NH4Cl
Слайд 9 При связывании ионов диссоциация усиливается
Связывание ионов
6.
H2S 2H+ + S2-
Cu2+ + S2- = CuS
Слайд 10Cпособы определения степени электролитической диссоциации
1. Способ основан на измерении Ткип
или Тзам
раствора
i = ————
АВ А+ + В-
N(1
- ) N NТ эксп
Трасч
= ———
i - 1
n - 1
n – число ионов из одной молекулы
Слайд 112. Способ основан на измерении удельной электропроводности раствора
Электроды
Миллиамперметр
Выпрямитель тока
Трансформатор
Слайд 12Удельная электропроводность раствора æ (ом-1 · см-1)
Молярная электропроводность
(ом-1 · см-1 · моль-1) = æ V
V – разбавление, моль-1
V = ———
1000
C
C – молярная концентрация , моль/л
= ———
- электропроводность бесконечно разбавленного раствора
Слайд 13T = const
HCN H+ + CN─
[H+] [CN─]
Kд = ————— = 5 ∙ 10-10
[HCN] HCl = H+ + Cl─
[H+] [Cl─]
Kд = —————
[HCl]
Значения Kд табулированы
СН3СООН СН3СОO- + H+
[СН3СОО─] H+]
Kд = ———————— = 2 ∙ 10-5
[СН3СООН]
Свойства растворов слабых электролитов
Константа диссоциации
![T = const HCN H+ + CN─ [H+] [CN─]Kд = ————— =](/img/thumbs/fd4930245f3ab762b96a006167a3cf1b-800x.jpg "Лекция №5
Растворы электролитов T = const HCN H+ + CN─ [H+]")
Слайд 14Ступенчатая диссоциация
H2S H+ + HS─
[H+] [HS─]
Kд = ————— 10-7
[H2S] HS─ H+ + S2─
[H+] [S2─]
K д= ————— 10-13
[HS-]
K1 > K2 > …
![Ступенчатая диссоциация H2S H+ + HS─ [H+] [HS─]Kд = ————— ](/img/thumbs/0a40a01c78bc70e4598fe53da532e120-800x.jpg "Лекция №5
Растворы электролитов Ступенчатая диссоциация H2S H+ + HS─ [H+] [HS─]Kд")
Слайд 15Закон оазбавлени Оствальда
( для слабых бинарных электролитов)
HCN
H+ + CN-
С(1 - ) С
С С • С С2
Kд = ———— = ———
C(1 - ) 1 -
1
Kд = C2
Слайд 18Т, С 0
22
100КН2О 0,12 10-14 1 10-14 75 10-14
К Н2О = Кд ·[Н2О] = [Н+ ] · [ОН- ] =
=1,86 · 10-16 · 55,55 = 10-14
КН2О = [Н+ ] ·[ОН-] = 10-14
[ Н+] = [ ОН- ] = 10-7моль/л
в чистой воде
Ионное произведение воды
Слайд 19Добавим в раствор кислоту:
Чистая вода
Добавим в раствор щелочь:
[Н+]
>10-7 (~10-3)
10-7
(~10-11)
>10-7 (~10-4)
Реакция среды
Кисл.
Нейтр.
Щел.
![Добавим в раствор кислоту:Чистая водаДобавим в раствор щелочь:[Н+]>10-7 (~10-3)10-7](/img/thumbs/035910cd7d3911754b3334b9509e5a91-800x.jpg "Лекция №5
Растворы электролитов Добавим в раствор кислоту:Чистая водаДобавим в раствор щелочь:[Н+]>10-7 (~10-3)10-7")
Слайд 20Водородный показатель
рН = - lg Н+]
Нейтральный Н+
= ОН- = 10-7; рН =7
Кислый
Н+ 10-7 рН < 7Щелочной Н+ < 10-7 рН 7
рН
0 кислая 7 щелочная 14
рОН = - lg ОН-
рН + рОН = 14
![Водородный показательрН = - lg Н+]Нейтральный Н+ = ОН- = 10-7;](/img/thumbs/59fc1196607401a9d9d8b52f52f72ab5-800x.jpg "Лекция №5
Растворы электролитов Водородный показательрН = - lg Н+]Нейтральный Н+ =")
Слайд 21Методы определения рН
Инструментальный (рН-метры)
C помощью индикаторов (лакмус, метиловый красный, фенолфталеин,
метиловый оранжевый)
1.
2.
С помощью индикаторных бумажек
3.
рН
1-3
4-5
6
7
8
9-10
11-13
эталон цветов рН
Расчетные методы
4.
Слайд 22 Основные положения теории электролитической диссоциации
Посмотрите на сайте кафедры
дополнительный материал
Лекция № 5
Ионные реакции
Расчетные методы
определения рН Примеры гидрометаллургических процессов, в которых рН среды имеет большое значение
Слайд 24ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ
1. Электролиты при растворении в
воде диссоциируют на ионы
Na2SO4 2Na+ + SO42-
2. Ионы бывают:
простые Na+, Mg2+сложные NO3-, PO43-
окрашенные MnO4-, Cr2O72-
бесцветные SO42-
Слайд 253. Свойства ионов отличаются от свойств
простых веществ
Na + H2O
→ NaOH + H2
Na+ + H2O →
4. Ионы более устойчивы,
чем атомыNa: [Ne]3s1
Na+: [Ne]
Слайд 265. Раствор электронейтрален, т.к. сумма всех положительных зарядов равна сумме
всех отрицательных.
6.
Под действием тока:
Катод
–
Анод
+
катионы
анионы
Слайд 27Диссоциация – процесс обратимый
КИСЛОТЫ
HCl ↔ H+ + Cl-
H2SO4 ↔
2H+ + SO42-
ОСНОВАНИЯ
NaOH ↔ Na+ + OH-
Ba(OH)2 ↔ Ba2+ +
2OH-СОЛИ
K2CO3 ↔ 2K+ + CO3 2-
Fe2(SO4)3 ↔ 2Fe3+ + 3SO42-
Слайд 28Ионные реакции
Химические реакции
Без изменения степени окисления
С изменением степени окисления
Реакции обменного
типа
Окислительно-восстановительные реакции
следующий слайд
Слайд 29- обмена
AgNO3 + NaCl = AgCl↓+ NaNO3
- гидролиза
Na2S +
H2O = NaHS + NaOH
- разложения
CaCO3 = CaO +
CO2↑- соединения
NH3 + HCl = NH4Cl
Слайд 30Все реакции, протекающие в водных растворах электролитов – это реакции
между ионами, т.е.
ИОННЫЕ РЕАКЦИИ
Слайд 31Обменные рекции в водных растворах
протекают до конца ( необратимо),
если
образуется:
1) осадок
AgNO3 + NaCl = AgCl↓+ NaNO32) газ
Na2CO3 +H2SO4 = Na2SO4 + CO2↑+ H2O
3) малодиссоциирующий электролит (H2O)
HCl + KOH = KCl + H2O
4) комплексное соединение
CuSO4 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]SO4
Слайд 32При составлении ионных уравнений
осадки (↓)
газы (↑)
воду H2O
комплексную частицу [Cu(NH3)4]2+
записываем одной формулой
![При составлении ионных уравнений осадки (↓) газы (↑) воду H2O комплексную частицу [Cu(NH3)4]2+записываем одной формулой](/img/thumbs/31024da67dc4393e4db7ee2f103888d8-800x.jpg "Лекция №5
Растворы электролитов При составлении ионных уравнений осадки (↓) газы (↑) воду H2O комплексную частицу [Cu(NH3)4]2+записываем одной формулой")
Слайд 33ПРИМЕР
1) Молекулярное уравнение:
Na2SO4 + BaCl2 =
BaSO4↓ + 2NaC
2) Полное ионное уравнение:
2Na+ + SO42- + Ba2+
+ 2Cl- = BaSO4↓ + 2Na+ + 2Cl-3) Cокращенное ионное уравнение:
SO42- + Ba2+ = BaSO4↓
Качественная реакция на SO42- -ион
Слайд 34 Расчетные методы определения рН
Р-р НF, СN = 10-3
г-экв/л, = 10 %, рН - ?
HF
H+ + F-[H+] = C
Э = Мr,
СN = CM = 10-3 моль/л
[H+] = 10-3 10-1 = 10-4 моль/л
рН = 4
Слайд 35 Р-р Са(ОН)2 СМ = 10-3 моль/л
= 50 % рН = ?
Са(ОН)2 Са2+ + 2ОН-
[ОН- ] = 2С
[ОН- ] =2 10-3 0,5 = 10-3 моль/л
рОН = - lg [ОН-] = - lg 10-3 = 3
рН = 14 - 3 = 11
Слайд 37Примеры гидрометаллургических процессов,
в которых рН среды имеет большое значение
Гидрометаллургия цинка
Контроль величины
рН растворов лежит в основе процесса выщелачивания цинковых огарков (ZnO) раствором серной кислоты и гидролитической очистки полученных растворов сульфата цинка от примесей. 1. Окислительный обжиг концентрата и получение огарка (ZnO):
2ZnS + 3O2 = 2ZnO +2 SO2
2.Выщелачивание цинкового огарка ( 70 ºC):
ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O
В процессе выщелачивания цинкового огарка решающее значение имеет поведение соединений трех компонентов: основного компонента – цинка и примесных компонентов – железа и кремнезема.
Железо и кремнезем относятся к макропримесям, к микропримесям относятся – As, Sb, Al, Cu, In, Ga, Ge и др.
Слайд 38Изменяя кислотность раствора при выщелачивании, можно осадить растворившееся железо и
SiO2 и, таким образом, отделить их от цинка.
Осаждение железа из
растворов сульфата цинка происходит за счет гидролиза ионов Fe3+ с водой и образования прочных гидроксокомплексов.Fe2(SO4)3 · аq + 2nH2O = Fe2(OH)2n(SO4)2 · aq + nH2SO4
Осаждение малорастворимых cоединений железа происходит в кислых растворах, имеющих значение рН в пределах 1,7 – 2,5.
Таким образом, нейтрализация кислых растворов сульфата цинка огарком (до рН 1,7-2,5) способствует насыщению раствора малорастворимыми соединениями железа, которые начинают выпадать в осадок.
Этот процесс называется гидролитическое осаждение.
В зависимости от температуры могут осаждаться и другие кристаллические фазы: (H3O)Fe3(OH)6(SO4)2; FeOHSO4; FeOOH.
Слайд 39Микропримеси удаляют из раствора сульфата цинка либо попутно с железом
при гидролитической очистке (As, Sb, Ga), либо специальными методами, как
то цементация, экстракция (Cd, Cu, Ni, Co).Очистка растворов от кремнезема в виде осадков кремнекислоты H4SiO4, благоприятных для отстоя и фильтрации, происходит в области рН = 3–3,5.
Кремнезем в огарках присутствует в виде силиката цинка, который при выщелачивании серной кислотой переходит в раствор в виде ортокремниевой кислоты:
Zn2SiO4 + 2H2SO4 · aq = 2ZnSO4 · aq + H4SiO4 · aq
Выщелачивание цинкового огарка заканчивается при рН = 4,8-5,4, что обеспечивает высокую степень извлечения цинка в раствор (до 90 %).
Таким образом, дальнейшее нейтрализация растворов сульфата цинка огарком до рН раствора, равным 3-3,5, приводит к очистке раствора от кремнезема.
Слайд 403. Электролиз растворов сульфата цинка.
Электролиз проводится в электролизных ваннах, температура
электролита –35-38 ºС.
На катоде выделяется цинк и водород:
На аноде выделяется
кислород: 2OH - - 2e = H2O + 1/2O2
ZnSO4 + H2O = Zn + H2SO4 + 1/2O2
В качестве катодов используются алюминиевые листы, аноды выполнены из свинца.
Осадок цинка периодически сдирается с катода и подвергается переплавке.
При гидрометаллугическом способе производства Zn достигается высокая степень комплексного использования сырья. Извлечение Zn составляет 95-97 %. Кроме того, извлекают Cd, Pb, Cu, а также Au, Ag, Ge, Tl In, Se, Te.
Слайд 41Металлургия вольфрама
Основными минералами вольфрама, имеющими практическое значение, являются вольфрамит (Fe,
Mn)WO4 и шеелит СaWO4.
Принципиальная схема переработки вольфрамовых руд
руда
обогащение
концентрат
спекание с
Na2CO3спек Na2WO4
выщелачивание спека
водой
раствор Na2WO4 + примеси
очистка от примесей
раствор
CaCl2
CaWO4
HCl
H2WO4
обжиг
WO3
восстановление
W
Слайд 42Вскрытие вольфрамитового концентрата производят путем спекания содой при 800-900 ºС.
2FeWO4
+ 2Na2CO3 + 0,5O2 = 2Na2WO4 + Fe2O3 + 2CO2
3MnWO4
+ 3Na2CO3 + 0,5O2 = 3Na2WO4 + Mn3O4 + 3CO2Шеелитовый концентрат разлагается раствором соды при 225 ºС c образованием растворимого Na2WO4.
2CaWO4(т) + 2Na2CO3(ж) = 2Na2WO4(ж) + 2CaO(т) + 2CO2
После вскрытия концентратов образуются растворы вольфрамата натрия (Na2WO4), загрязненные примесями, главными из которых являются Si, P, As, F, Mo. Поэтому следующей операцией является очистки раствора от примесей.
Слайд 43C гидролитическим выделением кремниевой кислоты совмещают очистку раствора от фторид-иона.
Для этого в нейтрализованный раствор добавляют хлорид магния (MgCl2) и
осаждают малорастворимый фторид магния (MgF2).Очистка от кремния. Кремний присутствует в растворе в виде силиката натрия (Na2SiO3). Раствор вольфрамата натрия имеет сильно щелочную среду (рН~14). Очистка основана на гидролитическом разложении Na2SiO3 при кипячении и нейтрализации раствора соляной кислотой до рН=89 с выделением кремниевой кислоты в виде белого осадка.
Na2SiO3 + HCl = H2SiO3 + NaCl
Далее последовательно удаляют примеси P и As осаждением нерастворимых солей Mg(NH4)PO4 и Mg(NH4)AsO4, а молибден в виде осадка MoS3.
Осадки отделяют от раствора на фильтре.
Слайд 44Из очищенного от примесей раствора вольфрамата натрия, нагретого до 80-90
ºС, осаждают вольфрамат кальция:
Na2WO4 + CaCl2 = CaWO4 + 2NaCl
Осадок
CaWO4 обрабатывают при 90 ºС соляной кислотой, а затем прокаливанием H2WO4 при 500-600 ºС получают оксид вольфрама WO3.CaWO4 + HCl = H2WO4 = CaCl2
H2WO4 = WO3 + H2O
t
Восстановление WO3 ведут водородом при 700-850 ºС. Процесс осуществляют в две стадии:
WO3 + H2 = WO2 + H2O
WO2 + 2H2 = W + 2H2O
