mozok.click » Хімія » Електролітична дисоціація кислот, основ і солей у водних розчинах. Електролітична дисоціація кислот
Інформація про новину
  • Переглядів: 7952
  • Автор: admin
  • Дата: 16-09-2017, 04:23
16-09-2017, 04:23

Електролітична дисоціація кислот, основ і солей у водних розчинах. Електролітична дисоціація кислот

Категорія: Хімія

Під час розчинення у воді кислоти, солі й основи дисоціюють на позитивно та негативно заряджені йони (катіони й аніони). Визначимо характерні спільні ознаки дисоціації електролітів кожного класу сполук.

Кислоти, як ви пам’ятаєте, складаються з Гідрогену та кислотного залишку, сполучених ковалентним полярним зв’язком. У попередньому параграфі на прикладі розчинення гідроген хлориду ми розглянули, як під дією молекул води полярний зв’язок перетворюється на йонний, і кислота дисоціює на катіони Гідрогену та хлорид-іони.

Отже, з позиції теорії електролітичної дисоціації Арреніуса,

Кислоти — це електроліти, під час дисоціації яких утворюються катіони Гідрогену й аніони кислотного залишку.

Подібно до хлоридної кислоти відбувається дисоціація й інших кислот, наприклад нітратної:

У разі дисоціації молекули сульфатної кислоти число катіонів Гідрогену вдвічі перевищує число аніонів кислотного залишку — сульфат-іонів. Заряд аніона дорівнює -2 (у формулах йонів записують «2-»):



Назви аніонів, що утворюються в разі дисоціації кислот, збігаються з назвами кислотних залишків. Вони наведені в таблиці розчинності на форзаці.

Легко помітити, що під час дисоціації різних кислот утворюються різні аніони, але катіони тільки одного типу — катіони Гідрогену H+. Отже, з позиції теорії електролітичної дисоціації, саме катіони Гідрогену зумовлюють характерні властивості кислот — кислий смак, зміну забарвлення індикаторів, реакції з активними металами, основними оксидами, основами й солями.

Багатоосновні кислоти дисоціюють ступінчасто, відщеплюючи йони Гідрогену послідовно, один за одним. Наприклад, у розчині сульфатної кислоти відбуваються такі процеси:

Як видно з наведених рівнянь дисоціації багатоосновної кислоти, аніони, що утворюються під час ступінчастої дисоціації на першій стадії, містять йони Гідрогену. Це відображено в назві аніонів: HSO- — гідрогенсульфат-іон.

Електролітична дисоціація ортофосфатної кислоти відбувається в три стадії:

Сумарне рівняння дисоціації ортофосфатної кислоти має вигляд:

Отже, кожній багатоосновній кислоті відповідає кілька аніонів, і всі вони одночасно наявні в розчині.

Зверніть увагу, що в деяких рівняннях дисоціації стоять двона-правлені стрілки. Що вони означають, ви дізнаєтеся в наступному параграфі.


Електролітична дисоціація основ

Основи складаються з катіонів металічного елемента та гідро-ксид-аніонів. Під час дисоціації основ ці йони переходять у розчин. Число гідроксид-іонів, що утворюються в ході дисоціації, дорівнює

заряду йона металічного елемента. Отже, з позиції теорії електролітичної дисоціації,

Основи — це електроліти, що дисоціюють на катіони металічного елемента та гідроксид-аніони.

Розгляньмо рівняння дисоціації основ на прикладі дисоціації натрій та барій гідроксидів:

Під час дисоціації основ утворюються аніони одного типу — гід-роксид-іони OH-, що визначають усі характерні властивості розчинів лугів: здатність змінювати забарвлення індикаторів, реагувати з кислотами, кислотними оксидами й солями.


Електролітична дисоціація солей

Солі утворені катіонами металічного елемента й аніонами кислотного залишку. Під час розчинення солей у воді ці йони переходять у розчин. Отже,

Солі — це електроліти, що дисоціюють на катіони металічного елемента й аніони кислотного залишку.

Розгляньмо дисоціацію солей на прикладі дисоціації калій нітрату:

Аналогічно дисоціюють й інші солі, наприклад кальцій нітрат і калій ортофосфат:

У рівняннях дисоціації солей заряд катіона за абсолютною величиною дорівнює ступеню окиснення металічного елемента, а заряд аніона — сумі ступенів окиснення елементів у кислотному залишку.

Наприклад, купрум(П) сульфат дисоціює на йони Cu2+ та SO^- :

Заряд катіонів металічних елементів у більшості випадків можна визначити за Періодичною системою. Заряди катіонів металічних елементів головних підгруп зазвичай дорівнюють номеру групи, в якій розміщений елемент:

Металічні елементи побічних підгруп зазвичай утворюють кілька йонів, наприклад Fe2+, Fe3+.

Заряди кислотних залишків зручніше визначати за числом йонів Гідрогену в складі молекули кислоти, як ви це робили у 8 класі. Заряди деяких кислотних залишків наведено в таблиці розчинності на форзаці.

Зверніть увагу, що в рівняннях дисоціації кислот, основ і солей сумарний заряд катіонів і аніонів має дорівнювати нулю, оскільки будь-яка речовина є електронейтральною.

Ступінчаста дисоціація зумовлює можливість існування кислих та основних солей. Кислі солі містять йони Гідрогену, як кислоти. Саме тому такі солі називають кислими. А в основних солях містяться гідроксид-іони, як в основах. За першою стадією дисоціації сульфатної кислоти утворюється гідрогенсуль-фат-іон HSO-, завдяки чому існують кислі солі: NaHSO4 (натрій гідрогенсуль-фат), Al(HSO4)3 (алюміній гідрогенсульфат) тощо. Для ортофосфатної кислоти також характерні кислі солі: K2HPO4 (калій гідрогенортофосфат) або KH2PO(калій дигідрогенортофосфат).

У розчинах кислі солі дисоціюють у дві стадії:

Кислі солі характерні тільки для багатоосновних кислот, оскільки вони дисоціюють ступінчасто. Єдиним винятком є одноосновна кислота — флуо-ридна. Завдяки водневому зв'язку в розчині цієї кислоти є частинки H2F2, і флуоридна кислота може утворювати кислу сіль складу KHF2.

Деякі нерозчинні гідроксиди утворюють катіони, в яких наявний гідроксид-іон. Наприклад, Алюміній міститься у складі катіона AlOH2+, завдяки чому існує сіль складу AlOHCl2 (алюміній гідроксид хлорид). Таку сіль називають основною.

Ключова ідея

Контрольні запитання

100. Дайте визначення кислотам, основам і солям з позиції теорії електролітичної дисоціації.

101. У чому полягає особливість дисоціації багатоосновних кислот порівняно з одноосновними? Поясніть на прикладі сульфатної кислоти.

Завдання для засвоєння матеріалу

102. Унаслідок дисоціації молекули кислоти утворився йон, що має заряд 3-. Скільки йонів Гідрогену при цьому утворилося?

103. Складіть рівняння електролітичної дисоціації кислот: карбонатної, бромідної, нітритної. Назвіть аніони, що утворюються.

104. Які з наведених кислот будуть дисоціювати ступінчасто: HCl, H2CO3, HNO3, H2S, HCl, H2SO3? Відповідь підтвердьте рівняннями реакцій.

105. Складіть рівняння дисоціації солей: магній нітрату, алюміній хлориду, барій броміду, натрій карбонату, натрій ортофосфату.

106. Наведіть по одному прикладу солей, щоб у разі дисоціації їх кількістю речовини 1 моль утворювалося: а) 2 моль йонів; б) 3 моль йонів;

в) 4 моль йонів; г) 5 моль йонів. Запишіть рівняння дисоціації.

107. Запишіть заряди йонів у речовинах: a) Na2S, Na2SO4, MgSO4, Na3PO4, AlPO4; б) NaHSO4, Mg(HSO4)2, CaHPO4, NaOH, Ba(OH)2. Назвіть, ці речовини.

108. Складіть рівняння електролітичної дисоціації речовин: калій гідроксид, барій сульфід, ферум(ііі) нітрат, магній хлорид, алюміній сульфат.

109. Складіть формулу речовини, під час дисоціації якої утворюються йони Кальцію й гідроксид-іони.

110. Із поданого переліку речовин випишіть окремо електроліти й неелек-троліти: HCl, Ca, Cr2(SO4)3, Fe2O3, Mg(OH)2, CO2, Sr(OH)2, Sr(NO3)2, P2O5, H2O. Складіть рівняння дисоціації електролітів.

111. У разі дисоціації певного нітрату утворився 1 моль катіонів із зарядом 2+. Яка кількість речовини нітрат-іонів при цьому утворилася?

112. Складіть формули та запишіть рівняння дисоціації ферум(іі) сульфату й ферум(ііі) сульфату. Чим відрізняються ці солі?

113. Наведіть по одному прикладу рівнянь дисоціації солей за наведеними схемами (буквою М позначений металічний елемент, а X — кислотний залишок): а) MX ^ М2+ + X2-; б) МХ3 ^ М3+ + 3X-; в) М3Х ^ 3М+ + X3-;

г) М^ ^ 2М3+ + 3X2-.

114. У розчині наявні йони K+, Mg2+, NO-, SO,-. Які речовини розчинили? Наведіть два варіанти відповіді.

115*. Складіть рівняння дисоціації тих електролітів, що утворюють хлорид-іони: CrCl3, KClO3, BaCl2, Ca(ClO)2, HClO4, MgOHCl.






^