課程名稱:電解質 課程名稱:電解質
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
認識電解質
電解 直流電源 槽
燈泡
電解質檢驗的儀器設置
儀器設置:
( 1 )電源用: 。 屬於 電源
( 2 )電解槽設置於電路中,以檢驗待測水溶液是否能導電 ( 3 )電極材質: 棒 ( 棒)
( 4 )電極棒標示:
甲稱 極 與電池 極相連 乙稱 極 與電池 極相連 ( 5 )燈泡:用以觀察是否導電
直流
石墨 碳
正 負
正極 電池
正 負
負極
⊕
電解質探索實驗
蒸餾水 硫酸 鹽酸 硝酸鉀 氫氧化鈉 醋酸 蔗糖 酒精
燈泡亮否 電解質
備註 非電解質
燈較暗
X X X
X X X
電解質與非電解質的意義
電解質與非電解質的意義:
( 1 )電解質: 溶於水,能導電者
電解質:電解質導電程度大,易導電者 電解質:電解質導電程度小,不易導電者 ( 2 ) :化合物溶於水,不能導電者
化合物
非電解質 燈不亮 燈亮
非電解質
電解質
(媒體: 1, 1’15” ; 2
, 4’30” )
化合物溶於水
很亮 強電解質 較暗 弱電解質 強
弱
電離說
-電解質導電原理
西元 1884 年 瑞典化學家 阿瑞尼斯
Svante August Arrhenius 提出『電離說』
(西元 1859 ~ 1927 年 )
電離說:( )
( 1 )瑞典阿瑞尼斯提出『電離說』,來解釋為何電解質能導電 ( 2 )電離說的三大論點:
:電解質在水溶液中會解離成 離子 電解質會以全部或部分為 狀態存在 解離後之正負離子數目 相等
:正、負離子自由移動,通電後朝定向移動 通電時正離子朝電極 極移動
通電時負離子朝電極 極移動
:電解質解離後仍維持電中性
正離子所帶正電總電量=負離子所帶負電總電量 不一定
負
阿瑞尼斯的電離說
會解離
會移動
電中性
導體能導電的原因是因為自由電子的移動 電解質導電的原因是因為離子的移動
解離說
正、負 離子
正
電離說-『會解離』說明一
說明例:氯化鈉 NaCl 電解質
解離粒子數比( 1 : 1 型): 。
NaCl
NaClNaC
NaCl
lNaCl
NaC lNaCl
Na+Cl
-Na+
Na+
Na+ Na+
Na+ Na+
Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-
Na Cl NaCl X
正、負離子數目相等
1 : 1
原子不滅 7 : 7 : 7 電荷不滅
不以分子狀態存在 離子狀態存在
(媒體: 1
, 1’2” )
電離說-『會解離』說明二
說明例:氯化鈣 CaCl2
電解質
解離粒子數比( 1 : 2 型):
。
CaCl2
CaCl
2CaCl
2CaC
2l
Ca+2
Cl
-
Ca Cl CaCl
2X
22
正、負離子數目不相等
Ca+2
Ca+2
Ca+2
Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-1 :
2
原子不滅
4 : 4 : 8 電荷不滅
不以分子狀態存在 離子狀態存在
電解質與非電解質
離子存在 離子存在 分子存在 分子存在
電解質 非電解質
電離說-『會移動』說明
說明:氯化鈣 CaCl2
電解質
正離子( Ca2 +)向 極移動;負離子( Cl -)向 極移動。
電解質因 移動而導電。
離子移動在二極發生 。
負 正
Cl- Ca2+
Cl-
Ca2+
離子
化學反應
(媒體: 1
)
Ca Cl
CaCl
2 22
CaCl2 NaCl
電離說-『電中性』說明
Na+
Cl
-Na+
Na+
Na+ Na+
Na+ Na+
Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-Ca+2
Cl
- Ca+2Ca+2
Ca+2
Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-Cl
-
電中性的意義
( 1 )電解質中,正、負離子所帶的總電量 。 ( 電量和 電量和,即淨電量= 0 )
( 2 )電解質中,正、負離子的數目 。 (此關係只在 型電解質的解離才符合)
相等
= 不一定相等
1 : 1
7 7
0 )
1 ( 7 )
1 (
7 4 ( 2 ) 8 ( 1 ) 0 8 8
溶解與解離
溶解:
例如: 蔗糖在水中攪拌後消失不見,這是由於蔗糖分子離開 固體表面而均勻分散到水中,此現象稱 。
變化
解離:
例如: 食鹽固體置於水中攪拌後也會溶解成無色透明的溶液,
且可導電。這是由於溶解的食鹽在水溶液中形成分散的 離子,在溶液中這些離子可以自由移動。
像這種溶解後,形成離子的現象,此現象稱 。
變化
溶解
解離 化學
物理
) ( 11 22
12 )
( 11 22
12 2 aq
O H
S
C H O
O H
C
Na Cl
NaCl
解離度看電解質
強酸
(或強鹼)的解離 弱酸
(或弱鹼)的解離
100 % 全部解離 導電度大
強電解質 強電解質
部份解離導電度小
弱電解質 弱電解質
(媒體: 1)
導電度 離子總數目
範例解說
1. 請完成下列化合物的解離方程式,並完成下表:
題
序 化合物 解離方程式 離子數目比(正:負) 離子電量比(正:負)
1 H2SO4 2 NH4OH 3 HNO3 4 CH3COOH 5 CaCl2 6 CuSO4
42
4
2SO 2H SO
H
NH OH OH
NH4 4
33
H NO
HNO
H CH COO COOH
CH3 3
Ca Cl CaCl2 2 2
2 424 Cu SO
CuSO
2 : 1 1 : 1 1 : 1 1 : 1
1 : 1 1 : 1 1 : 1 1 : 1 1 : 1
1 : 1 1 : 2 1 : 1
範例解說
1. 請完成下列化合物的解離方程式,並完成下表:
題
序 化合物 解離方程式 離子數目比(正:負) 離子電量比(正:負)
7 Ca(OH)2 8 C2H5OH 9 NaCl 10 KNO3 11 HCl 12 NaOH
1 : 2 1 : 1 非電解質
1 : 1 1 : 1 1 : 1 1 : 1 1 : 1
1 : 1 1 : 1 1 : 1
Ca OH OHCa
( )
2 22
Na Cl NaCl
33
K NO
KNO
H Cl HCl
Na OH
NaOH
常見的電解質
酸類 鹼類 鹽類
強 電 解 質
HCl
鹽酸H
2SO
4 硫酸HNO
3 硝酸NaOH
氫氧化鈉Ca(OH)
2 氫氧化鈣MgO
氧化鎂NaCl
氯化鈉KCl
氯化鉀KNO
3 硝酸鉀CaCl
2 氯化鈣Na
2CO
3 碳酸鈉NaHCO
3 碳酸氫鈉CuSO
4 硫酸銅弱 電 解 質
CH
3COOH
醋酸H
2CO
3 碳酸CO
2 二氧化碳NH
4OH
氫氧化銨(氨水)
NH
3 氨氣應
用 礦泉水 、 自來水、食醋、果汁
常見的非電解質
非電解質
純水、蒸餾水( H
2O )、酒精( C
2H
5OH ) 蔗糖( C
12H
22O
11)、葡萄糖( C
6H
12O
6) 果糖
) ( 11 22
12 )
( 11 22
12 2 aq
O H
S
C H O
O H
C
) ( 5
2 )
( 5
2 2 aq
O H
l
C H OH
OH H
C
非電解質只溶解,不解離。
符號: s 表示固態;
l
表示液態; aq 表示水溶液狀態 純水、醣類、醇類 ..
水 醣
醇
純物質的導電性分類
純物質
元素 化合物
導體 絕緣體 電解質 非電解質
自由電子移動 離子移動
1. ( )有關電解質的說法,下列敘述何者正確?
( A )銅能導電,所以銅為電解質
( B )氯化氫氣體不能導電,但氯化氫氣體是電解質 ( C )固體的小蘇打不能導電,所以小蘇打不是電解質 ( D )碳酸鈣是鹽類,所以碳酸鈣是電解質。
範例解說
B
電解質:化合物溶於水可導電者
( A )銅是元素
( B )氯化氫氣體可溶於水,形成鹽酸
( C )小蘇打可溶於水,形成鹼性水溶液
( D )碳酸鈣不溶於水
2. 有甲、乙兩杯 1 公升的水溶液,甲杯有 0.2 莫耳的氫氧化鈉( NaO H ),
乙杯中 0.3 莫耳的硫酸鈉( Na2SO4 ),若將兩杯溶液混合,且氫氧 化鈉與硫酸鈉完全解離,則混合液中:
所含的鈉離子莫耳數為 莫耳;。
所含的氫氧根離子莫耳數為 莫耳。
含的硫酸根離子莫耳數為 莫耳。
正負離子數比= ;正負離子電量比= 。
範例解說
Na OH NaOH
2 . 0
1 2
. 0
1 2
. 0
1
424
2
SO 2 Na SO
Na
3 . 0
1 6
. 0
2 3
. 0
1
mol Na
8 . 0 6
. 0 2
.
0
0.8
0.2 0.3
5 8 5
. 0
8 . 0 3
. 0 2
. 0
8 .
0
Y X
8 : 5 1 : 1
電中性
3. 下列為濃度均為 0.1 M 、體積為 500 mL 的水溶液,則:
( 甲 ) 葡萄糖( C6H12O6 ) ( 乙 ) 甲醇( CH3OH)
( 丙 ) 氫氧化鈉( NaOH ) ( 丁 ) 醋酸( CH3COOH )
哪一杯水溶液所解離的粒子總數最多? ,總數為 莫耳。
哪一杯水溶液完全以分子狀態存在? 。
1 1
1
1 1
1
範例解說
l
M mol n n mol
05 . 5 0
. 1 0
.
0
Na OH
NaOH CH
3COOH H
CH
3COO
0.05 0.05 0.05 0.05 << 0.05 << 0.05
強電解質:
100 % 解離
弱電解質:部份解離甲、乙 非電解質
甲乙
丙 0.1
X
mol
n ' 0 . 05 2 0 . 1
4. 一電解質的化學式為 A3Bm ,若溶於水後,完全解離產生 300 個 A2 +及 200 個 B 粒子,則:
B 粒子帶 電,為 B 原子 (得、失) 個電子所形 成。
m = ;
完整的解離方程式: 。
範例解說
2
粒子
3
B A B
A
m
200 300
3
1 m
X
3
原子不滅
2
m
2
電中性
3 2 2
3
Y
Y A
3B
2 3 A
2 2 B
3
B
Ym
負 得 3
2 32
3
B 3 A 2 B
A
5. ( )已知某溶液中僅有 H +、 Na +、 Zn2 +、 OH -、 NO3 -五種 離
子,其中 H +、 OH -的數量很少可忽略。若溶液中的離子 個數比為 NO3 -: Na += 7 : 3 ,則 Na +: Zn2 +的離子 個數比
應為下列何者? (A) 1 : 2 (B) 2 : 3 (C) 1 : 4 (D) 3 : 2
範例解說
H
Na
Zn
2OH
NO
37 3
電中性:
正總電量=負總電量 0
0
2 n
7 2
3
1 7
1 0
2 1
3 1
0
n n
n 2
D
6. 圖為解離示意圖,某化合物溶於水後解離為 4 個甲粒子與 8 個乙粒子,
其中甲和乙均為帶電的粒子,當通電之後,回答下列問題:
電解槽的正極為 ;負極為 。( a 或 b ) 由圖示,此化合物可能為下列何者? 。
( A ) HCl ( B ) CaCl2 ( C ) H2SO4 ( D ) C2H5OH
若通電後乙粒子會向 b 電極移動,則此化合物可能為下列何者?
。
( A ) HCl ( B ) CaCl2 ( C ) H2SO4 ( D ) C2H5OH
範例解說
乙 甲 8
4
X
a b
1 : 2 型 BC
4 甲
-8 乙 X
負離子 1 :正離子 2 型
C
2
2 2Cl Ca
CaCl
SO H SO
H2 4 42 2
⊕
⊕
⊕
⊕
⊕ ⊕
⊕