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 認識電解質 認識電解質

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Academic year: 2022

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全文

(1)

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

(2)

 認識電解質

(3)

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

⊕ 

(4)

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

(5)

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

(6)

 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 )

(7)

 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

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

(8)

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

NaCl

NaC

NaCl

l

NaCl

NaC l

NaCl

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” )

(9)

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

2

CaCl

2

CaC

2l

Ca+2

Cl

-

Ca Cl CaCl

2

X

2

2

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

(10)

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

(11)

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 2

2

(12)

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+2

Ca+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

(13)

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

(14)

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

(15)

範例解說

1. 請完成下列化合物的解離方程式,並完成下表:

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

3

3

H NO

HNO

H CH COO COOH

CH3 3

Ca Cl CaCl2 2 2

2 42

4 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

(16)

範例解說

1. 請完成下列化合物的解離方程式,並完成下表:

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 OH

Ca

( )

2 2

2

Na Cl NaCl

3

3

K NO

KNO

H Cl HCl

Na OH

NaOH

(17)

常見的電解質

酸類 鹼類 鹽類

強 電 解 質

HCl

鹽酸

H

2

SO

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

2

CO

3 碳酸鈉

NaHCO

3 碳酸氫鈉

CuSO

4 硫酸銅

弱 電 解 質

CH

3

COOH

醋酸

H

2

CO

3 碳酸

CO

2 二氧化碳

NH

4

OH

氫氧化銨

(氨水)

NH

3 氨氣

用 礦泉水 、 自來水、食醋、果汁

(18)

常見的非電解質

非電解質

純水、蒸餾水( H

2

O )、酒精( C

2

H

5

OH ) 蔗糖( C

12

H

22

O

11

)、葡萄糖( C

6

H

12

O

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

(19)

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

(20)

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

(21)

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  

42

4

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

(22)

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

Mmol n n mol

05 . 5 0

. 1 0

.

0   

Na OH

NaOH CH

3

COOHH

CH

3

COO

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

(23)

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

YA

3

B

2

 3 A

2

 2 B

3

B

Y

m

負 得 3

2 3

2

3

B 3 A 2 B

A

(24)

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

2

OH

NO

3

7 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

(25)

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

⊕ 

⊕ 

⊕ 

⊕  ⊕ 

⊕ 

電 路 符 號

串聯

正 離

(26)

課程結束

參考文獻

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