Электролитическая диссоциация. Ионно-молекулярные уравнения
Электролитами называют вещества, растворы и расплавы которых про-
водят электрический ток.
К электролитам относятся неорганические кислоты, а также основания, амфотерные гидроксиды и соли. Они распадаются в водных растворах и расплавах на катионы (К n + ) и анионы (А m — ).
Процесс распада молекул электролитов на ионы в среде растворителя получил название электролитической диссоциации (или ионизации).
Для количественной характеристики силы электролита используют понятие степени электролитической диссоциации (ионизации) — α, которая равна отношению числа молекул, распавшихся на ионы (n), к общему числу молекул электролита, введенных в раствор (N):
Такимобразом, α выражаютв долях единицы.
По степени диссоциации электролиты условно подразделяют на сильные (α » 1) и слабые (α 3+ +3 SO4 2– NаHCO3 = Nа + +НСО3 –
СuОНСl = CuOH + +Cl – Ва(ОН)2 = Ва 2+ +2ОН –
Слабые электролиты
· Гидроксиды металлов основного характера (кроме щелочных и щелочноземельных) и гидроксид аммония NH4OH.
Для слабых электролитов диссоциация – обратимый процесс, для которого справедливы общие законы равновесия.
Диссоциацию слабых электролитов характеризует константа равновесия, называемая константой диссоциации (ионизации) КД (табл.П.3):
CH3COOH CH3COO – + H +
Многоосновные кислоты и многокислотные основания диссоциируют ступенчато, и каждую ступень равновесного состояния характеризует своя константа диссоциации (причем Кд1 всегда больше Кд2 и т.д.), например при диссоциации H2S :1-я ступень H2S H + + HS – 6ּ10 -8 ;
2-я ступень HS – H + + S 2- 1·10 -14 ,
где [ ] ─ равновесные концентрации ионов и молекул.
1-я ступень Сu(OH)2 Cu(OH) + + OH –
2-я ступень Cu(OH) + Cu 2+ + OH –
Амфотерные гидроксиды, напримерPb(OH)2 ,диссоциируют по основному типу: Pb(OH)2 PbOH + + OH –
PbOH + Pb 2+ + OH –
и кислотному: H2PbO2 H + + HPbO2 –
HPbO2 – H + + PbO2 2 –
В растворах электролитов реакции протекают между ионами. Для записи ионных реакций применяют ионные уравнения. При составлении ионных уравнений реакций все слабые электролиты, газы и труднорастворимые электролиты записывают в молекулярной форме, все сильные электролиты (кроме труднорастворимых солей) в ионной форме. Примеры составления ионных уравнений реакций:
· образование труднорастворимых соединений:
· реакции с участием слабодиссоциирующих соединений:
СН3СООNa + НС1 = СН3COOH + NаС1
НС1 + NаОН = NаС1 + Н2O Н + + ОН – = Н2O
· образование газообразных веществ:
Пример 1. Осуществить превращения NаОН ® NаНSО3 ® Nа2SO3 .
Пример 2.Осуществить превращения Ni(ОН)2 ® (NiOH)2SO4 ® NiSO4.
Внимание! Основные соли, как правило, нерастворимы в воде, поэтому при написании ионных уравнений их не расписывают на ионы.
Задания к подразделу 3.2
Задания 121-140. Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения возможных реакций предложенных оксидов с H2O, Na2O, KOH, HNO3.
121.N2O3; Na2O | 126.SO2; CuO | 131.MnO; P2O5 | 136.N2O5; CuO |
122.SnO; P2O5 | 127.Cr2O3; Cl2O7 | 132.BaO; Mn2O7 | 137.P2O5; CoO |
123.SO3; CaO | 128.CoO; ZnO | 133.CdO; SnO | 138.PbO; MgO |
124.SiO2; NiO | 129.P2O3; FeO | 134.As2O5; CuO | 139.Cl2O7; MnO |
125.PbO; N2O5 | 130.Fe2O3; K2O | 135.Al2O3; SiO2 | 140.SO3; TiO |
Задания 141-160. Напишите для предложенных соединений уравнения диссоциации, а также в молекулярной и ионной формах уравнения возможных реакций взаимодействия их с H2SO4 и NaOH.
141.HCl; Cr(OH)3 | 151.Ca(OH)2; H3PO4 |
142.Cd(OH)2; H2S | 152.HNO3; Be(OH)2 |
143.Cu(OH)2; HBr | 153.H2Сr2O7; KOH |
144.H2SO3; Sn(OH)2 | 154.HCN; Ga(OH)3 |
145.H2SiO3; Pb(OH)2 | 155.KOH; H2CO3 |
146.CH3COOH; Fe(OH)3 | 156.HF; Be(OH)2 |
147.H2Se; Zn(OH)2 | 157.NH4OH; HClO4 |
148.Fe(OH)2; H3AsO3 | 158.Pb(OH)2; HNO2 |
149.RbOH; HI | 159.Mg(OH)2; HClO |
150.H2Te; Al(OH)3 | 160.Ga(OH)3; HMnO4 |
Задания 161-180. Напишите уравнения диссоциации солей и назовите их.
161.ZnCl2, MnOHCl, Ba(HSO3)2 | 171.Pb(HSO4)2, NH4NO3, CoOHCl |
162.K2HAsO3, AlOHCl2, Na2SO3 | 172.Al(OH)2NO3, Fe2(SO4)3, KHSe |
163.KHSO3, (PbOH)2SO4, CrBr3 | 173.CsHTe, Ca3(PO4)2, MnOHBr |
164.Fe(NO3)3, SnOHCl, NaHTe | 174.Mn(NO3)2, Bi(OH)2Cl, KHS |
165.NaHSe, CoOHNO3, MgCl2 | 175.Al2(SO4)3, CrOHCl2, KHSO3 |
166.CdOHBr, NiCl2, KH2PO4 | 176.NaHSe, NiOHNO3, ZnSO4 |
167.CaBr2, (SnOH)2SO4, K2HPO4. | 177.CrOHSO4, BaBr2, CsHSO3 |
168.BaCl2, Ca(HCO3)2, AlOHCl2 | 178.Cu(NO3 )2, CoOHCl, NaHS |
169.NiBr2, (CoOH)2SO4, KHCO3. | 179.FeCl2, NaH2AsO4, KCrO2 |
170.NiOHCl, NiBr2, NaH2PO4 | 180.AlOHBr2, Sr(HS)2, K2SO3 |
Задания 181-200. Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций для следующих превращений.
186.NiCl2 Ni(OH)2 NiOHCl NiCl2; Ba(HS)2 BaS
Гидролиз солей
Гидролиз солей – это процесс взаимодействия ионов соли с молекулами воды, приводящий к смещению ионного равновесия воды и изменению рН среды.
Гидролиз является обратимым процессом. В реакциях гидролиза участву-
ют ионы слабых электролитов: катионы слабых оснований и анионы слабых кислот. Причина гидролиза – образование слабодиссоциированных или труднорастворимых продуктов. Следствием гидролиза является нарушение равновесия в системе H2O H + + OH — ; в результате среда становится либо кислой (рН 7).
· Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, подвергается гидролизу по аниону. Реакция среды щелочная (pH > 7). Первая ступень гидролиза: Na2CO3 + HOH NaHCO3 + NaOH; CO3 2 — + HOH HCO3 – + OH —
· Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, подвергается гидролизу по катиону. Реакция среды кислая (pH 2+ + HOH CuOH + + H +
· Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой, подвергается гидролизу по катиону и аниону. Характер среды определяется константами диссоциации образовавшихся слабых электролитов.
CH3COONH4 + HOH CH3COOH + NH4OH
CH3COO — + NH4 + + HOH CH3COOH + NH4OH
· При совместном гидролизе двух солей образуются слабое основание и слабая кислота: 2FeCl3 + 3Na2S +6H2O = 2Fe(OH)3 ¯ + 3H2S + 6NaCl
· Соль, образованная сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу
не подвергается, реакция среды нейтральная: KNO3 + HOH ¹
Ионы K + и NO3 — не образуют с водой слабодиссоциирующих продуктов (KOH и HNO3 – сильные электролиты).
Задания к подразделу 3.3
Задания 201-220. Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей (больше или меньше семи).
201.NaNO2, Cu(NO3)2 | 211.Na2HPO4, Mg(NO3)2 |
202.AlCl3, NaHCO3 | 212.Al2 (SO4)3, Na2SeO3 |
203.Na3PO4, ZnCl2 | 213.CuSO4, K3PO4 |
204.FeCl2, K2S | 214.Na2SO3, Fe2 (SO4)3 |
205.K2SO3, ZnSO4 | 215.NaCN, FeSO4 |
206.NH4Cl, KClO | 216.Ba(CH3COO)2, CoSO4 |
207.Na2Se, MnCl2 | 217.NiSO4, NaF |
208.ZnSO4, BaS | 218.Pb(NO3)2, Ba(NO2)2 |
209.Ni (NO3)2, KNO2 | 219.Cr2(SO4)3, Na CH3COO |
210.NH4Br, Na2S | 220.KHS, MgSO4 |
Задания 221-240. Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций совместного гидролиза предложенных солей.
Диссоциация слабых электролитов
Слабые электролиты диссоциируют ступенчато и обратимо, таким образом, к процессу диссоциации слабых электролитов применим закон действия масс, константу равновесия в этом случае называют константа диссоциации.
Диссоциация слабых кислот:
H2SO3 « H + + HSO3 —
HSO3 — « H + + SO3 —
Диссоциация слабых оснований:
Cu(OH)2 « CuOH + +OH —
СuОН + « Сu 2+ + ОН —
Диссоциация амфотерных гидроксидов протекает по основному:
Zn(ОН) + « Zn 2+ + ОН —
и кислотному типу
Диссоциация кислых и основных солей имеет некоторые особенности. По первой ступени диссоциация этих соединений протекает по правилам сильных электролитов, а далее диссоциация протекает по правилам слабых электролитов (ступенчато и обратимо):
NiOH + « Ni 2+ + OH — .
Диссоциация воды. Водородный показатель
Вода является слабым электролитом, исследования показал, что очищенная от примесей вода обладает незначительной электрической проводимостью. Это связано с тем, что молекулы воды в незначительной степени распадается на ионы:
Константа диссоциации этого процесса будет выгладить следующим образом:
Концентрация молекул воды =
,
где Кω – ионное произведение воды.
При Т = 295 К Кω = 10 -14
Концентрация гидроксид ионов или протонов будет определять щелочность или кислотность раствора.
Для определения кислотности или щелочности раствора был выделен специальный параметр рН – водородный показатель.
рН = — lg[H + ]
Среда | Кислая | Нейтральная | Щелочная |
pH | 7 | ||
[Н + ], моль/л | > 10 — 7 | 10 — 7 | — 7 |
[ОН — ], моль/л | — 7 | 10 — 7 | > 10 — 7 |
Гидролиз
Гидролиз солей — взаимодействие ионов соли с ионами воды, приводящее к смещению ионного равновесия воды и изменению рН среды.
В реакциях гидролиза участвуют ионы слабых электролитов: катионы слабых оснований и анионы слабых кислот. В ходе гидролиза образуются слабодиссоциированные или труднорастворимые продукты. Следствием гидролиза является нарушение равновесия в системе: Н2О « Н + + ОН — ; в результате среда становится либо кислой (рН 7).
1. Гидролиз солей, образованных анионом слабой кислоты и катионом сильного основания — гидролиз по аниону (протекает преимущественно по первой ступени):
2Na + + CO3 2 — + HOH « Na + + HCO3 — + Na + + OH —
Реакция сопровождается образованием ионов ОН — . Раствор карбоната натрия характеризуется щелочной средой, рН > 7.
2. Гидролиз солей, образованных катионом слабого основания и анионом сильной кислоты — гидролиз по катиону (протекает преимущественно по первой ступени):
2Ni +2 + 2SO4 2 — + 2НОН « 2NiOH + + SO4 2 — + 2H + + SO4 2 — /:2
Ni +2 + НОН « NiOH + +2H +
Реакция сопровождается образованием ионов Н + . Раствор сульфата никеля (II) характеризуется кислой средой, рН +3 + 3SO3 2 — + 6НОН = 2А1(ОН)3 + 3H2SO3
В данном случае гидролиз идёт и по катиону и по аниону с образованием сразу двух слабых электролитов. Среда зависит от относительной силы образующихся в результате гидролиза кислоты и основания.
4. Соли, образованные анионом сильной кислоты и катионом сильного основания, гидролизу не подвергается, они лишь диссоциируют при растворении в воде.
Написать уравнения диссоциации следующих соединений: Ni(OH)2, HF, Al2(SO4)3, KH2PO4.
🎓 Заказ №: 22184 |
⟾ Тип работы: Задача |
📕 Предмет: Химия |
✅ Статус: Выполнен (Проверен преподавателем) |
🔥 Цена: 153 руб. |
👉 Как получить работу? Ответ: Напишите мне в whatsapp и я вышлю вам форму оплаты, после оплаты вышлю решение.
➕ Как снизить цену? Ответ: Соберите как можно больше задач, чем больше тем дешевле, например от 10 задач цена снижается до 50 руб.
➕ Вы можете помочь с разными работами? Ответ: Да! Если вы не нашли готовую работу, я смогу вам помочь в срок 1-3 дня, присылайте работы в whatsapp и я их изучу и помогу вам.
⚡ Условие + 37% решения:
Написать уравнения диссоциации следующих соединений: Ni(OH)2, HF, Al2(SO4)3, KH2PO4. Для слабых электролитов привести выражения констант диссоциации.
Решение: Гидроксид никеля (II) – слабый электролит. В водном растворе он обратимо, ступенчато диссоциирует Ni(OH) 2 NiOH OH NiOH Ni OH 2 или суммарно Ni(OH) Ni 2OH
Научись сам решать задачи изучив химию на этой странице:
|
Услуги:
|
Готовые задачи по химии которые сегодня купили:
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института
http://sdamzavas.net/3-41886.html
http://lfirmal.com/%D0%9D%D0%B0%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D1%83%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D0%B4%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%BE%D1%86%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8-%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4-13/