Диссоциация кислот, оснований, амфотерных гидроксидов и солей в водных растворах
Кислоты — это электролиты, которые при диссоциации образуют только один вид катионов — катионы водорода Н + . Составим уравнение электролитической диссоциации сильных кислот: а) одноосновной азотной кислоты HNО3 и б) двухосновной серной кислоты H2SO4:
Число ступеней диссоциации зависит от основности слабой кислоты Нх(Ас), где х — основность кислоты.
Пример: Составим уравнения электролитической диссоциации слабой двухосновной угольной кислоты Н2СО3.
Первая ступень диссоциации (отщепление одного иона водорода Н + ):
Константа диссоциации по первой ступени:
Вторая ступень диссоциации (отщепление иона водорода Н + от сложного иона НСО3 — ):
Растворы кислот имеют некоторые общие свойства, которые, согласно теории электролитической диссоциации, объясняются присутствием в их растворах гидратированных ионов водорода Н + (Н3О + ).
Основания — это электролиты, которые при диссоциации образуют только один вид анионов — гидроксид-ионы ОН — .
Составим уравнение электролитической диссоциации однокислотного основания гидроксида калия КОН:
Сильное двухкислотное основание Ca(OH)2 диссоциирует так:
Слабые многокислотные основания диссоциируют ступенчато. Число ступеней диссоциации определяется кислотностью слабого основания Ме(ОН)у, где у — кислотность основания.
Составим уравнения электролитической диссоциации слабого двухкислотного основания — гидроксида железа (II) Fe(OH)2.
Первая ступень диссоциации (отщепляется один гидроксид-ион ОН — ):
Вторая ступень диссоциации (отщепляется гидроксид-ион ОН — от сложного катиона FeOH + ):
Основания имеют некоторые общие свойства. Общие свойства оснований обусловлены присутствием гидроксид-ионов ОН — .
Каждая ступень диссоциации слабых многоосновных кислот и слабых многокислотных оснований характеризуется определенной константой диссоциации: K1, K2, K3, причем K1 > K2 > K3. Это объясняется тем, что энергия, которая необходима для отрыва иона Н + или ОН — от нейтральной молекулы кислоты или основания, минимальна. При диссоциации по следующей ступени энергия увеличивается, потому что отрыв ионов происходит от противоположно заряженных частиц.
Амфотерные гидроксиды могут реагировать и с кислотами, и с основаниями. Теория электролитической диссоциации объясняет двойственные свойства амфотерных гидроксидов.
Амфотерные гидроксиды — это слабые электролиты, которые при диссоциации образуют одновременно катионы водорода Н + и гидроксид-анионы ОН — , т. е. диссоциируют по типу кислоты и по типу основания.
К амфотерным гидроксидам относятся Ве(ОН)2, Zn(OH)2, Sn(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3 и другие. Амфотерным электролитом является также вода Н2O.
В амфотерных гидроксидах диссоциация по типу кислот и по типу оснований происходит потому, что прочность химических связей между атомами металла и кислорода (Ме—О) и между атомами кислорода и водорода (О—Н) почти одинаковая. Поэтому в водном растворе эти связи разрываются одновременно, и амфотерные гидроксиды при диссоциации образуют катионы Н + и анионы ОН — .
Составим уравнение электролитической диссоциации гидроксида цинка Zn(OH)2 без учета ее ступенчатого характера:
Нормальные соли — сильные электролиты, образующие при диссоциации катионы металла и анионы кислотного остатка.
Составим уравнения электролитической диссоциации нормальных солей: а) карбоната калия K2CO3, б) сульфата алюминия Al2(SO4)3:
Кислые соли — сильные электролиты, диссоциирующие на катион металла и сложный анион, в состав которого входят атомы водорода и кислотный остаток.
Составим уравнения электролитической диссоциации кислой соли гидрокарбоната натрия NaHCО3.
Сложный анион НСО3 — (гидрокарбонат-ион) частично диссоциирует по уравнению:
Основные соли — электролиты, которые при диссоциации образуют анионы кислотного остатка и сложные катионы состоящие из атомов металла и гидроксогрупп ОН — .
Составим уравнение электролитической диссоциации основной соли Fe(OH)2Cl — дигидроксохлорида железа (III):
Сложный катион частично диссоциирует по уравнениям:
Для обеих ступеней диссоциации Fe(OH)2 + .
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/